一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)，本光學(xué)系統(tǒng)包括發(fā)射器、接收器及與其相對應(yīng)的發(fā)射透鏡和接收透鏡，所述發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置有用于防太陽輻射的濾光片。本實用新型的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)通過在發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置用于防太陽輻射的濾光片實現(xiàn)激光測云儀防太陽直射功能，從而可有效避免太陽直射時太陽光通過透鏡聚焦而燒壞設(shè)備的發(fā)射和接收部件。此方法簡單易行，安全可靠，尤其對于低緯度地區(qū)及艦載使用時具有很高的實用價值和深厚的經(jīng)濟意義。
【專利說明】一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]激光測云儀(laser ceilometer)是利用激光技術(shù)測量云底高度的一種主動式大氣遙感設(shè)備，一般由激光發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。探測方式分為垂直探測和掃描探測兩種，探測原理是:激光器對準(zhǔn)云底發(fā)射脈沖光束，接收來自云滴對激光產(chǎn)生的后向散射光；根據(jù)從發(fā)射激光脈沖到接收到回波信號的時間和激光束的仰角，算出云底高度。如果激光光束穿透云層后能量尚未衰減殆盡，再遇到第二層甚至第三層云時，仍可測到云滴的后向散射光信號，從而測得云的層次和厚度?？偟膩碚f，激光測云儀是根據(jù)激光測距原理，發(fā)射器發(fā)射激光脈沖到大氣中，接收器接收云層和大氣的后向散射信號，經(jīng)反演運算而判斷云層并計算云底高度值及穿透厚度等。激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的合理性直接決定了測云儀的測量能力和工作性能，是測云儀的核心部件之一。
[0003]目前，國內(nèi)外此類設(shè)備一般不具備防太陽直射功能，而激光測云儀正常工作時通常窗口垂直朝向天空擺放，在低緯度地區(qū)夏季的一段時間內(nèi)太陽會垂直入射激光測云儀窗口，太陽光垂直入射后通過透鏡聚焦在透鏡焦點處，而發(fā)射器和接收器正分別位于發(fā)射透鏡和接收透鏡的焦點位置，太陽光聚焦在接收器和發(fā)射器處會產(chǎn)生強熱量而燒壞接收和發(fā)射部件。目前，激光測云儀在低緯度地區(qū)安裝使用時，一般靠人工在太陽直射季節(jié)里手動調(diào)整激光測云儀俯仰角使測云儀窗口微微背離太陽直射方向而避免太陽直射。但手動調(diào)整俯仰角度會給使用者帶來麻煩，并存在漏操作而被燒壞的風(fēng)險。另外，在艦載安裝使用時，設(shè)備長期處于移動狀態(tài)，所處緯度不確定，且隨著艦船的傾斜和搖擺太陽直射隨時都有可能發(fā)生，僅靠人工手動調(diào)整不能有效避免太陽直射的發(fā)生，所以艦載使用激光測云儀必須具備防太陽直射功能。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有激光測云儀無法有效避免太陽直射的問題。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)，包括發(fā)射器、接收器及與其相對應(yīng)的發(fā)射透鏡和接收透鏡，所述發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置有用于防太陽輻射的濾光片。
[0006]所述濾光片上設(shè)有鍍膜層，該鍍膜層包括激光工作波段的增透膜及太陽輻射能量集中波段的反射膜；該濾光片在激光工作波段的中心波長為909+lnm，該波段內(nèi)最大透過率Tmax大于90%，900nm?918nm的波譜通過率大于85% ;透過率大于50%的波譜范圍寬度小于3011111，95011111處的波譜通過率小于0.5%，970nm處的波譜通過率小于0.3% ；300nm?850nm的波譜通過率小于15^,98011111?IlOOnm的波譜通過率小于5%, IlOOnm?1800nm的波譜通過率小于10%。
[0007]本實用新型具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)通過在發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置用于防太陽輻射的濾光片實現(xiàn)激光測云儀防太陽直射功能，從而可有效避免太陽直射時太陽光通過透鏡聚焦而燒壞設(shè)備的發(fā)射和接收部件。此方法簡單易行，安全可靠，尤其對于低緯度地區(qū)及艦載使用時具有很高的實用價值和深厚的經(jīng)濟意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型激光測云儀防太陽直射裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本實用新型進行進一步介紹。
[0010]如圖1所示為本實用新型具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，該裝置包括發(fā)射器1、接收器2及與其相對應(yīng)的發(fā)射透鏡3和接收透鏡4，發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置有用于防太陽輻射的濾光片5和6。
[0011]本實用新型的防太陽輻射的濾光片是通過在HWB850玻璃上鍍膜實現(xiàn)，即濾光片上設(shè)有鍍膜層，該鍍膜層包括激光工作波段的增透膜及太陽輻射能量集中波段的反射膜。激光測云儀發(fā)射器的中心波長為910nm，該濾光片在激光工作波段的中心波長為909+lnm，最大透過率Tmax>90%，在900nm_918nm的波譜通過率>85%，可保證激光測量的正常進行；激光測云儀接收器響應(yīng)波長范圍為400nm?lOOOnm，濾光片透過率大于50%的波譜范圍寬度<30nm，950nm處的波譜通過率T〈0.5%，970nm處的波譜通過率Τ〈0.3%，能夠有效濾除雜散光干擾；濾光片在300nm?850nm的波譜通過率<l%，980nm?IlOOnm的波譜通過率<5%, IlOOnm?1800nm的波譜通過率〈10%，可有效阻止大部分太陽輻射波段的光，從而起到防太陽直射的功能。
[0012]本實用新型的工作原理及過程如下:通過在發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置用于防太陽輻射的濾光片，該防太陽輻射濾光片通過鍍膜使發(fā)射器工作波段的光透射，以保證有用信號的正常發(fā)射和接收，并使大部分太陽光譜能量集中波段的光反射。當(dāng)太陽直射激光測云儀窗口時，大部分太陽光被濾光片阻止而有用激光信號正常透射，從而保證設(shè)備正常測量且太陽直射時接收和發(fā)射部件不會被燒壞。
[0013]以上實施例僅用于幫助理解本實用新型的核心思想，不能以此限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本實用新型的思想，對本實用新型進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)，包括發(fā)射器、接收器及與其相對應(yīng)的發(fā)射透鏡和接收透鏡，其特征在于:所述發(fā)射透鏡和發(fā)射器之間及接收透鏡和接收器之間分別放置有用于防太陽輻射的濾光片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防太陽直射功能的激光測云儀光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述濾光片上設(shè)有鍍膜層，該鍍膜層包括激光工作波段的增透膜及太陽輻射能量集中波段的反射膜；該濾光片在激光工作波段的中心波長為909+111111，該波段內(nèi)最大透過率加狀大于90 %，90011111?91811111的波譜通過率大于85 % ；透過率大于50 %的波譜范圍寬度小于3011111，95011111處的波譜通過率小于0.5%，970=111處的波譜通過率小于0.3% ；30011111?85011111的波譜通過率小于1% ,98011111?110011111的波譜通過率小于5 %，110011111?180011111的波譜通過率小于10%。
【文檔編號】G01S17/95GK204116639SQ201420401586
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】肖巧景, 佟增亮, 王福山, 和田田 申請人:凱邁（洛陽）環(huán)測有限公司