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专利号: 2019112749184
申请人: 重庆工商大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,采用探测系统进行探测计算,所述探测系统包括信标激光器(1)、第一分光机构(2)、湍流探测器(3)、波前控制器(4)、相位调制器(5)、反射镜(9)和发射望远镜(10),所述信标激光器(1)能够发出长脉冲激光,所述长脉冲激光依次经第一分光机构(2)透射、相位调制器(5)反射、及反射镜(9)的反射之后,通过发射望远镜(10)出射;

所述发射望远镜(10)能够接收长脉冲激光出射产生的瑞利散射回光,所述瑞利散射回光依次经反射镜(9)的反射、相位调制器(5)的反射、及第一分光机构(2)的反射之后,为湍流探测器(3)所探测,所述波前控制器(4)根据湍流探测器(3)探测得到的信息控制相位调制器(5)产生相应变形;其特征在于:所述方法包括以下步骤:第一步、确定第一层大气湍流海拔高度h1,第二层大气湍流海拔高度h2;

第二步、启动信标激光器(1),使其发出一个完整的激光脉冲,并将该激光脉冲分为前端A段光柱和尾端B段光柱,所述前端A段光柱的长度等于h2与h1之间的差值;

当所述前端A段光柱穿过第一层大气湍流,且未到达第二层大气湍流时,所述湍流探测器(3)探测前端A段光柱的瑞利散射回光,得到第一层湍流产生的波前畸变W1,并将畸变W1保存至波前控制器(4)中;

第三步、当前端A段光柱穿过第二层大气湍流,且尾端B段光柱穿过第一层湍流而未到达第二层湍流时,所述湍流探测器(3)对激光脉冲整体光柱的回光进行探测,此时前端A段光柱经过大气湍流产生的波前畸变为W1+W2,其中W2为前端A段光柱穿过第二层大气湍流时产生的波前畸变,所述尾端B段光柱穿过第一层大气湍流产生的波前畸变为W1,回光探测的湍流畸变WM为上行路径整体湍流以及第一层大气湍流的畸变之和,WM=k·W1+W2,其中k为第一层大气湍流所产生的影响权重系数,并将WM保存于波前控制器(4)中;

第四步、根据W1和WM之间的相关性,利用解耦算法解耦出整个上行路径大气湍流产生的畸变信息为W=f(WM,W1)。

2.根据权利要求1所述的利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,其特征在于:第四步解耦过程中首先求解前端A段光柱穿过第一层大气湍流,且未到达第二层大气湍流时,发射望远镜(10)所接收到的回光子数P1;

其次求解前端A段光柱穿过第二层大气湍流,且尾端B段光柱穿过第一层湍流而未到达第二层湍流时,发射望远镜(10)所接收到的回光子数P2,所述整个上行路径大气湍流产生的畸变信息W=W1+W2=(δ+1)WM‑δW1,其中

3.根据权利要求1所述的利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,其特征在于:所述探测系统还包括第二分光机构(6)、倾斜探测器(7)和倾斜控制器(8),其中第二分光机构(6)位于相位调制器(5)和反射镜(9)之间,所述反射镜(9)为倾斜反射镜,所述瑞利散射回光一部分经第二分光机构(6)透射、相位调制器(5)的反射、及第一分光机构(2)的反射之后,为湍流探测器(3)所探测,另一部分经第二分光机构(6)的反射之后进入倾斜探测器(7),所述倾斜控制器(8)根据倾斜探测器(7)的探测信号调整所述倾斜反射镜,从而稳定出射激光光轴。

4.根据权利要求1或3所述的利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,其特征在于:所述湍流探测器(3)可以为波前探测方式的哈特曼波前探测器;或为无波前探测方式的目标性能探测器,所述目标性能探测器通过获得目标的成像性能函数以表征光学系统性能,且所述成像性能函数具有唯一的极大值和唯一的极小值。

5.根据权利要求1或3所述的利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,其特征在于:所述的相位调制器(5)是镀高反射膜的压电陶瓷反射式变形镜,或是压电晶片变形镜,或是薄膜变形镜,或是表面微机械变形镜或液晶器件。

6.根据权利要求1或3所述的利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,其特征在于:所述信标激光器(1)为固体激光器,或为光纤激光器,或为染料激光器,所述信标激光器(1)出射产生的信标为钠信标或瑞利信标。

7.根据权利要求1所述的利用长脉冲激光进行湍流同步探测的方法,其特征在于:所述第一分光机构(2)采用能量分光结构、或采用偏转分光结构、或采用分时分光的结构。