新型雙通道Mach-Zehnder干涉儀多普勒測風(fēng)激光雷達鑒頻系統(tǒng)研究及仿真
本文關(guān)鍵詞: 大氣探測 激光雷達 多普勒測風(fēng) 鑒頻系統(tǒng) 雙通道M-Z干涉儀 仿真分析 數(shù)據(jù)反演 出處:《光子學(xué)報》2014年01期 論文類型:期刊論文
【摘要】:Mach-Zehnder(M-Z)干涉儀可作為鑒頻器件應(yīng)用于多普勒測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)中.鑒于一般M-Z干涉儀的穩(wěn)定性差,不易于調(diào)節(jié)的缺點,提出一種基于雙棱鏡結(jié)構(gòu)的新型雙通道M-Z干涉儀作為多普勒測風(fēng)激光雷達鑒頻器件.在進行探測原理分析的基礎(chǔ)上,利用光學(xué)設(shè)計軟件對其鑒頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了參量優(yōu)化設(shè)計和系統(tǒng)仿真.通過設(shè)定實驗參量并進行光線追跡模擬仿真實驗結(jié)果,應(yīng)用反演理論獲得了風(fēng)速值.利用多普勒頻移公式計算獲得理論風(fēng)速并與仿真結(jié)果進行了對比,結(jié)果表明反演仿真風(fēng)速與理論風(fēng)速值基本吻合,標準差為0.46m/s.此新型雙通道M-Z干涉儀可以作為鑒頻器件應(yīng)用于多普勒測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)中,在光路的調(diào)節(jié)及提高系統(tǒng)穩(wěn)定性上具有優(yōu)勢.
[Abstract]:Mach-Zehndern M-Z interferometer can be used as a frequency discriminator in Doppler wind lidar system. In view of the poor stability of M-Z interferometer, it is difficult to adjust. A novel dual-channel M-Z interferometer based on biprism is proposed as a frequency discriminator for Doppler wind lidar. Based on the analysis of the detection principle, a new type of M-Z interferometer is proposed. The optical design software is used to optimize the structure of the frequency discriminator system and to simulate the system. By setting the experimental parameters and simulating the simulation results of ray tracing, The wind speed is obtained by using the inversion theory, and the theoretical wind speed is calculated by the Doppler frequency shift formula and compared with the simulation results. The results show that the inversion simulation wind speed is basically consistent with the theoretical wind speed value. The standard deviation is 0.46 m / s. This new dual-channel M-Z interferometer can be used as a frequency discriminator in Doppler wind lidar system. It has advantages in adjusting the optical path and improving the stability of the system.
【作者單位】: 西安理工大學(xué)機械與精密儀器工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(No.61205189) 教育部博士點基金新教師類(No.20106118120009)資助
【分類號】:TN958.98
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4 任e,
本文編號:1543075
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