测风激光雷达双棱镜2维扫描系统的光学设计

作     者：蒋佳佳 沈法华 周慧 杨亮亮 仇成群 徐华 JIANG Jiajia;SHEN Fahua;ZHOU Hui;YANG Liangliang;QIU Chengqun;XU Hua

作者机构：盐城工学院电气工程学院盐城224051 盐城师范学院物理与电子工程学院江苏省智能光电器件与测控工程研究中心盐城224007 江苏省大气探测激光雷达技术军民融合创新平台盐城224007 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61771417) 江苏省重点研发计划-社会发展项目(BE2021685) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20201475,BK20211364) 江苏省智能光电器件与测控工程研究中心开放课题资助项目(2022-06) 江苏省知识产权软科学研究计划资助项目(JSIP-2021-R-C06) 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2023年第47卷第3期

页      码：425-431页

摘      要：传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简单正反向函数关系式,对楔形棱镜的折射率和楔角进行了优化选取和设计。结果表明,当工作波长为532 nm、楔形棱镜材料折射率为2.03时,最优设计楔角为19.5°;出射光束最大天顶角不仅取决于楔形棱镜折射率和楔角,还受光束压缩效应的制约。该系统结构紧凑、便于集成,能实现出射光束大范围和快速高精度的扫描,也能实现测风激光雷达以平面位置显示、距离高度显示等光束扫描模式工作。

主 题 词：光学设计 2维扫描系统 测风激光雷达 旋转双楔形棱镜 光束指向 正反解 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 081001[081001] 081002[081002] 0825[工学-环境科学与工程类] 0803[工学-仪器类] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.03.022

馆 藏 号：203121417...