基于ZEMAX的水汽激光雷達接收系統(tǒng)光學性能分析.pdf

1、光學系統(tǒng)作為激光雷達的核心部分，它的設(shè)計優(yōu)劣直接關(guān)系到激光雷達的性能和質(zhì)量。本文主旨是將光學設(shè)計軟件應(yīng)用于激光雷達的光學系統(tǒng)中，利用光學設(shè)計軟件強大的功能對系統(tǒng)設(shè)計建模，并優(yōu)化改善光學效率。
　　本課題研究的水汽、云和氣溶膠探測激光雷達一部主要用于探測水汽的拉曼激光雷達，由于水汽在大氣中含量少，并且水汽拉曼信號十分微弱，所以回波信號的接收效率對于拉曼激光雷達系統(tǒng)至關(guān)重要。本套激光雷達系統(tǒng)的接收部分的設(shè)計較為復雜，除接收水汽信號外，

2、還探測氣溶膠、云等大氣信息，因此盡管系統(tǒng)的主要設(shè)計已經(jīng)成型，還需對系統(tǒng)進行模擬優(yōu)化。本文將激光雷達接收系統(tǒng)分成三個部分——光纖耦合系統(tǒng)，望遠鏡端口系統(tǒng)，光譜分光系統(tǒng)，一共包括6個通道——三個拉曼通道，一個1064通道，兩個532偏振通道。
　　在光學設(shè)計軟件ZEMAX的幫助下，對系統(tǒng)各個不同通道的光路光線追跡，逐步分析像差和成像光斑能量，以提高探測器的能量為目標，優(yōu)化設(shè)計，確定了整個接收系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，為系統(tǒng)的組裝提供了參考依據(jù)。