1.一种基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风方法,具体步骤包括:
A.出射激光经偏振片形成线偏振光;
B.线偏振光经偏振分束器形成偏振方向互相正交的两束线偏振光,两束线偏振光的偏振方向与线偏振光的偏振方向之间的夹角均为45度;
C.两束线偏振光分别经两个输出光路同时投射到同一待测均匀风场中后返回,所述两束线偏振光的投射方向之间的夹角小于90度;
D.返回的携带有两个矢量方向的风速信息的两束线偏振光合束后反馈回激光器谐振腔内形成激光自混合信号,所述激光自混合信号包含有在不同偏振方向形成的激光自混合信号分量;
E.探测激光自混合信号并对其分析处理得出两个矢量方向上的风速信息,然后再对两个矢量方向上的风速信息进行合成,即可得出实际的风速信息和风向信息。
2.根据权利要求1所述的基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风方法,其特征在于:所述步骤C中两个输出光路上均设有扩束望远系统。
3.基于权利要求1所述的基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风方法的测风雷达,其特征在于:包括激光器、偏振片、偏振分束器、第一分束器、第二分束器、第一探测器、第二探测器和数据处理单元,所述激光器出射激光,所述激光经偏振片形成初始线偏振光,所述初始线偏振光经偏振分束器分成第一线偏振光和第二线偏振光,所述第一线偏振光的偏振方向与第二线偏振光的偏振方向互相正交且两者与初始线偏振光的偏振方向之间的夹角均为45度,所述第一线偏振光和第二线偏振光投射到待测均匀风场中后返回,所述第一线偏振光的投射方向与第二线偏振光的投射方向之间的夹角小于90度,返回的第一线偏振光和第二线偏振光沿原路反馈回激光器谐振腔内形成激光自混合信号,所述激光自混合信号包含有第一线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量和第二线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量,第一线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量和第二线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量分别经第一分束器和第二分束器反馈到第一探测器和第二探测器中,第一探测器和第二探测器分别将自己接收到的激光自混合信号分量转换成电信号后输出,数据处理单元对输出的两组电信号分别进行处理分析得出两个矢量方向的风速信息,然后再对两个矢量方向的风速信息进行合成即可得到实际的风速和风向信息。
4.一种基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风方法,具体步骤包括:
A.激光器出射激光经偏振片形成线偏振光;
B.线偏振光进入延时装置,通过控制延时装置的延时量使得线偏振光的偏振方向交替出现0度偏转或者90度偏转;
C.偏振方向交替改变的线偏振光经偏振分束器分成偏振方向0度偏转的线偏振光和偏振方向90度偏转的线偏振光,两束线偏振光分别经两个输出光路同时投射到同一待测均匀风场中后返回,所述两束线偏振光的投射方向之间的夹角小于90度;
D.返回的携带有两个矢量方向的风速信息的两束线偏振光合束后反馈回激光器谐振腔内形成激光自混合信号,所述激光自混合信号包含有在不同偏振方向形成的激光自混合信号分量;
E.探测激光自混合信号并对其分析处理得出两个矢量方向上的风速信息,然后再对两个矢量方向上的风速信息进行合成,即可得出实际的风速信息和风向信息。
5.根据权利要求4所述的基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风方法,其特征在于:所述步骤C中两个输出光路上均设有扩束望远系统。
6.基于权利要求4所述的基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风方法的测风雷达,其特征在于:包括激光器、偏振片、电控延时器、偏振分束器、探测器和数据处理单元,所述激光器出射激光,所述激光经偏振片形成初始线偏振光,所述初始线偏振光经电控延时器形成偏振方向分时出现0度偏转和90度偏转的偏转线偏振光,偏转线偏振光经偏振分束器分成偏振方向0度偏转的第一线偏振光和偏振方向90度偏转的第二线偏振光,所述第一线偏振光和第二线偏振光投射到待测均匀风场中后返回,所述第一线偏振光的投射方向与第二线偏振光的投射方向之间的夹角小于90度,返回的第一线偏振光和第二线偏振光沿原路反馈回激光器谐振腔内形成激光自混合信号,所述激光自混合信号包含有第一线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量和第二线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量且这两种信号分量分时出现,探测器接收激光自混合信号并将其转换成电信号输出,数据处理单元对输出的电信号进行处理分析得出两个矢量方向的风速信息,然后再对两个矢量方向的风速信息进行合成即可得到实际的风速和风向信息。
7.根据权利要求3或6所述的测风雷达,其特征在于:所述第一线偏振光和第二线偏振光分别通过第一扩束望远系统和第二扩束望远系统投射到待测均匀风场中。
8.根据权利要求7所述的测风雷达,其特征在于:所述第一扩束望远系统和第二扩束望远系统均为反射式扩束望远系统或者透射式扩束望远系统。
9.根据权利要求3或6所述的测风雷达,其特征在于:所述偏振分束器采用布鲁斯特窗口片或者沃拉斯顿棱镜。
10.根据权利要求3或6所述的测风雷达,其特征在于:所述激光器为半导体激光器、光纤激光器、固体激光器或者气体激光器。