《表1 多普勒测风激光雷达系统参数》

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《多普勒测风激光雷达的FP标准具透过率曲线校准及风场观测》

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如图8所示为基于三通道FP标准具的532 nm瑞利-米多普勒测风激光雷达系统实物及其结构图，主要有激光器，300 mm望远镜、接收机以及控制系统等部分组成.图9为风场探测实验流程图，在准备风场探测时，首先将设备初始化，包括激光器预热、温控设备达到预设温度、FP标准具控制器、采集卡、工控机、探测器电源等设备开启.在设备初始化完成之后启动激光频率稳定系统，若激光频率稳定失败，则对稳频系统进行调试.若频率稳定成功则可以使用激光器出射的脉冲光对FP标准具三个通道的透过率频谱进行扫描校准.将Y型光纤的两个支端分别连接边缘通道和锁定通道，Y型光纤总端接收激光器脉冲信号.设置透过率扫描的起始点、终点、步长以及每一步脉冲采集次数.若扫描出的透过率曲线不能用于风场探测，则对扫描参数进行调整，直到扫描出的透过率曲线可以用于风场探测，将透过率曲线保存以备用.将望远镜回波信号接入接收机边缘通道，调节系统发射光路，使得发射光路与接收光路同轴.此时，风场探测准备工作已完成.通过程序控制旋转平台将望远镜指向预设方位，一般以正北方位为零位，启动锁频程序，调用已保存的FP标准具透过率曲线.若激光频率发生抖动或者漂移，标准具频谱将根据激光频率的抖动大小调节腔长，使得激光发射频率基本稳定在锁定通道的半腰处.当频率锁定之后开始采集回波信号，经过N次累计平均后将数据保存反演径向风速.在一个方向测量完成之后，控制旋转台旋转90°，开始测量下一个方位的径向风速，直至测满北、东、南、西四个方位.将各个方向测得的径向风速合成水平风场，并在程序中显示水平风场的风速和风向.若要连续测量，再将旋转台调至北方向，进行下一组水平风场测量.表1为该系统的一些主要参数.