雙波段閃爍儀各組成部件的功能特點(diǎn)分享

更新時(shí)間：2026-02-02

瀏覽次數(shù)：21

　　雙波段閃爍儀是一種用于測(cè)量大氣光學(xué)湍流強(qiáng)度的高精度氣象與光學(xué)探測(cè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于天文選址、激光通信、遙感校正及邊界層研究。其通過(guò)同步發(fā)射兩種不同波長(zhǎng)（通常為可見(jiàn)光與近紅外，如532nm/880nm）的光束，利用大氣湍流對(duì)不同波長(zhǎng)光的閃爍效應(yīng)差異，反演湍流廓線與傳輸特性。雙波段閃爍儀集光學(xué)、電子、通信與算法于一體，各組成部件協(xié)同實(shí)現(xiàn)一機(jī)雙波、精準(zhǔn)感知。

　　1、雙波長(zhǎng)光源系統(tǒng)

　　核心由兩個(gè)高穩(wěn)定性激光二極管或LED組成，分別發(fā)射可見(jiàn)光（如532nm綠光）與近紅外光（如880nm或940nm）。光源經(jīng)準(zhǔn)直透鏡形成平行光束，波長(zhǎng)選擇依據(jù)大氣窗口與湍流色散理論——短波更敏感于小尺度湍流，長(zhǎng)波穿透性更強(qiáng)。部分型號(hào)采用溫控與電流穩(wěn)壓模塊，確保輸出功率波動(dòng)<1%。

　　2、接收與光電探測(cè)單元

　　接收端配備兩個(gè)獨(dú)立的高量子效率光電二極管（Si-PIN或InGaAs），分別對(duì)應(yīng)兩波段信號(hào)。前置放大電路采用低噪聲設(shè)計(jì)，配合帶通濾波器抑制背景光干擾。關(guān)鍵在于納秒級(jí)時(shí)間同步采集，確保兩路閃爍信號(hào)在相同時(shí)空尺度下對(duì)比，提升反演精度。

　　3、信號(hào)處理與嵌入式計(jì)算模塊

　　內(nèi)置高性能ARM或FPGA處理器，運(yùn)行基于Tatarskii湍流理論的算法，實(shí)時(shí)計(jì)算閃爍方差、互相關(guān)系數(shù)，并解算路徑平均。部分系統(tǒng)支持多高度層反演（結(jié)合路徑長(zhǎng)度與風(fēng)速），輸出湍流強(qiáng)度、相干長(zhǎng)度（Fried參數(shù)）等關(guān)鍵指標(biāo)。

　　4、機(jī)械結(jié)構(gòu)與光學(xué)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)

　　發(fā)射與接收單元集成于同一剛性基座，避免熱變形導(dǎo)致光軸偏移。配備精密調(diào)平腳與方位微調(diào)旋鈕，確保光束水平對(duì)準(zhǔn)（典型路徑50–1000m）。外殼為IP65防護(hù)等級(jí)，適應(yīng)野外長(zhǎng)期部署。

　　5、通信與供電接口

　　支持RS485、以太網(wǎng)或4G/WiFi傳輸，可接入氣象站網(wǎng)絡(luò)；供電兼容12/24VDC或太陽(yáng)能系統(tǒng)，適合無(wú)市電環(huán)境。配套軟件提供數(shù)據(jù)可視化、歷史回溯與報(bào)警功能。