新型双通道Mach-Zehnder干涉仪多普勒测风激光雷达鉴频系统研究及仿真

发布时间：2018-02-27 14:35

  本文关键词： 大气探测 激光雷达 多普勒测风 鉴频系统 双通道M-Z干涉仪 仿真分析 数据反演　出处：《光子学报》2014年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪可作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中.鉴于一般M-Z干涉仪的稳定性差,不易于调节的缺点,提出一种基于双棱镜结构的新型双通道M-Z干涉仪作为多普勒测风激光雷达鉴频器件.在进行探测原理分析的基础上,利用光学设计软件对其鉴频系统结构进行了参量优化设计和系统仿真.通过设定实验参量并进行光线追迹模拟仿真实验结果,应用反演理论获得了风速值.利用多普勒频移公式计算获得理论风速并与仿真结果进行了对比,结果表明反演仿真风速与理论风速值基本吻合,标准差为0.46m/s.此新型双通道M-Z干涉仪可以作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中,在光路的调节及提高系统稳定性上具有优势.
[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.
【作者单位】： 西安理工大学机械与精密仪器工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.61205189) 教育部博士点基金新教师类(No.20106118120009)资助
【分类号】：TN958.98

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1543075