基于ZEMAX的水汽激光雷達(dá)接收系統(tǒng)光學(xué)性能分析.pdf

1、光學(xué)系統(tǒng)作為激光雷達(dá)的核心部分，它的設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接關(guān)系到激光雷達(dá)的性能和質(zhì)量。本文主旨是將光學(xué)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于激光雷達(dá)的光學(xué)系統(tǒng)中，利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件強(qiáng)大的功能對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模，并優(yōu)化改善光學(xué)效率。
　　本課題研究的水汽、云和氣溶膠探測(cè)激光雷達(dá)一部主要用于探測(cè)水汽的拉曼激光雷達(dá)，由于水汽在大氣中含量少，并且水汽拉曼信號(hào)十分微弱，所以回波信號(hào)的接收效率對(duì)于拉曼激光雷達(dá)系統(tǒng)至關(guān)重要。本套激光雷達(dá)系統(tǒng)的接收部分的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，除接收水汽信號(hào)外，

2、還探測(cè)氣溶膠、云等大氣信息，因此盡管系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)已經(jīng)成型，還需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬優(yōu)化。本文將激光雷達(dá)接收系統(tǒng)分成三個(gè)部分——光纖耦合系統(tǒng)，望遠(yuǎn)鏡端口系統(tǒng)，光譜分光系統(tǒng)，一共包括6個(gè)通道——三個(gè)拉曼通道，一個(gè)1064通道，兩個(gè)532偏振通道。
　　在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX的幫助下，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)不同通道的光路光線(xiàn)追跡，逐步分析像差和成像光斑能量，以提高探測(cè)器的能量為目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了整個(gè)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)。