全光纖拉曼測溫激光雷達精細光譜分光研究.pdf

1、轉動拉曼激光雷達已經成為探測大氣溫度廓線的重要工具，機載和星載的應用是未來激光雷達技術發(fā)展的趨勢。傳統的轉動拉曼激光雷達結構復雜、穩(wěn)定性差，制約了其在空基平臺的應用。本論文針對空基拉曼激光雷達精細光譜分光技術展開深入研究，以期實現全天候的高精度探測，具有重要的現實意義。
　　以大氣的拉曼散射原理為理論基礎，系統闡述了轉動拉曼激光雷達探測大氣溫度的原理。在分析現有的全光纖轉動拉曼分光系統的基礎上，設計了以取樣光纖光柵為核心分光器件的

2、新型精細光譜分光系統，實現了對彈性散射信號的高精度抑制以及對微弱拉曼信號的精細提取。
　　基于傳輸矩陣法對取樣光纖布拉格光柵的主要參數進行仿真與分析;根據取樣光纖布拉格光柵反射譜具有多反射峰、帶寬窄及峰間隔穩(wěn)定等性能特點，設計了符合系統要求的單個反射峰的譜寬、反射峰間隔、反射峰中心波長的具體位置等性能參數，得到了相位模板及振幅模板的加工參數，為利用相位掩模法來制作符合精細分光系統要求的取樣光纖布拉格光柵提供理論基礎。分析了光信號在

3、基于光環(huán)行器和光纖耦合器的光纖光柵的分光系統中的耦合與傳輸性能，對可見光波段光纖布拉格光柵反射率、邊帶抑制率及插入損耗進行性能測試，實驗測試結果表明，可見光波段光纖布拉格光柵的主要性能參數基本滿足設計要求。
　　.基于現有的FBG，構建了首臺新型全光纖分光系統并進行了初步探測，測得了700m以下的大氣溫度廓線，驗證了光纖布拉格光柵提取大氣分子拉曼信號的可行性；并仿真分析了基于SFBG的精細光譜分光系統測溫性能，理論仿真數據表明該系