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Mach-Zehnder干涉仪条纹成像多普勒激光雷达风速反演及视场展宽技术

谭林秋 华灯鑫 汪丽 高飞 狄慧鸽

Mach-Zehnder干涉仪条纹成像多普勒激光雷达风速反演及视场展宽技术

谭林秋, 华灯鑫, 汪丽, 高飞, 狄慧鸽
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-19
  • 修回日期:  2014-06-05
  • 刊出日期:  2014-11-20

Mach-Zehnder干涉仪条纹成像多普勒激光雷达风速反演及视场展宽技术

  • 1. 西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61205189)资助的课题.

摘要: 相对于传统多普勒鉴频器Fabry-Perot干涉仪, Mach-Zehnder干涉仪(MZI)具有透过率高、直线条纹易于探测、可进行视场展宽等优点. 本文设计了基于条纹成像MZI的非相干多普勒测风激光雷达系统, 构建了风速反演的数学模型, 利用MZI视场展宽技术优化了激光雷达系统的性能. 数值仿真实现了MZI鉴频系统干涉条纹图样的理想输出, 采用SineSqr函数拟合法获取了高精度的多普勒频移前后干涉条纹的移动距离, 并通过视场补偿减小了入射角对MZI光程差的影响, 从而实现视场展宽. 结果表明: 采用SineSqr函数拟合法可获得在±100 m·s-1的径向风速范围内-1的风速误差, 克服了条纹重心法反演风速不稳定性的缺点; 视场展宽技术在不降低鉴频性能的情况下, 能最大补偿1°的视场角. MZI条纹成像多普勒激光雷达应用技术的探讨将为中高层大气风速激光雷达测量系统的实际开发奠定良好的基础.

English Abstract

参考文献 (19)

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