针对纯转动拉曼激光雷达的机载、星载等空基遥感大气温度的研究目标,开展新型全光纤分光大气温度遥感的关键技术研究,主要涉及单模光纤高效耦合、光纤光栅精细分光、全光纤光信号传输与分路、高效精密光电探测、微弱信号消除噪声等技术与方法研究。依据模式匹配耦合理论,研究了望远镜与单模光纤高效耦合的关键问题,综合分析接收系统的耦合孔径比、望远镜中央遮挡率和安装误差对耦合效率的影响,为系统实现提供了技术保障;基于光纤波导色散效应和传输模束缚效应,进一步完善了耦合模理论分析高阶衍射光纤布拉格光栅的能力,并成功地研制出核心分光器件- - 可见光波段光纤布喇格光栅,解决了可见光波段中的光纤布喇格光栅的技术实现难题;构建并优化了全光纤精细分光系统的结构和参数,解决了全光纤拉曼激光雷达系统的核心技术;另外研究了发射激光束质量的影响,光子计数的光电探测系统及消除噪声技术等。理论研究及初步实验结果表明,构建新型全光纤分光的转动拉曼激光雷达系统是可行的,具有与光纤完全兼容、调整简单、体积小、重量轻等优点,可推动空基拉曼激光雷达的技术发展,为我国大气温度遥感技术提供了全新的解决方案。
英文主题词atmospheric optics; rotaional Raman lidar; all-fiber spectrascopic system; single-mode fiber coupling; fiber Bragg gratings