КОГЕРЕНТНАЯ ЛИДАРНАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА И УСИЛИТЕЛЯ

1. Когерентная лидарная система, содержащая
полностью полупроводниковый лазерный узел для излучения измерительного пучка электромагнитного излучения, направляемого к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме,
генератор опорного пучка для формирования опорного пучка,
детектор для формирования сигнала детектора путем смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, и
процессор сигналов для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости частиц, на основании сигнала детектора.
2. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения скорости ветра.
3. Когерентная лидарная система по п.1 или 2, в которой процессор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения турбулентности в измерительном объеме.
4. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения температуры в измерительном объеме.
5. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов выполнен с возможностью формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц в измерительном объеме, на основании сигнала детектора.
6. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов выполнен с возможностью определения концентрации частиц в измерительном объеме.
7. Когерентная лидарная система по п.1, дополнительно содержащая оптическое волокно для передачи измерительного пучка между полностью полупроводниковым лазерным узлом и оптическим выходом лидарной системы.
8. Когерентная лидарная система по п.1, в которой полностью полупроводниковый лазерный узел содержит полупроводниковый лазер переменного сечения.
9. Когерентная лидарная система по п.1, в которой полностью полупроводниковый лазерный узел содержит полупроводниковый лазер и полупроводниковый усилитель мощности переменного сечения для усиления пучка, излучаемого полупроводниковым лазером.
10. Когерентная лидарная система по п.9, в которой полупроводниковый лазер является типичным образцом полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором.
11. Когерентная лидарная система по п.10, в которой лазер типа полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором содержит полупроводниковый кристалл с задающим генератором с распределенной обратной связью и полупроводниковым усилителем мощности переменного сечения.
12. Когерентная лидарная система по п.1, в которой генератор опорного пучка представляет собой расщепитель пучка для разделения пучка, излучаемого полностью полупроводниковым лазерным узлом, на опорный пучок и измерительный пучок, направляемый к измерительному объему.
13. Когерентная лидарная система по п.1, в которой генератор опорного пучка представляет собой полностью полупроводниковый лазерный узел, который выполнен с возможностью излучения опорного пучка и измерительного пучка.
14. Когерентная лидарная система по п.1, дополнительно содержащая пространственный фильтр для фильтрации опорного пучка, благодаря чему ослабляются негауссовы пространственные составляющие опорного пучка.
15. Когерентная лидарная система по п.14, дополнительно содержащая линзу Фурье, расположенную на пути распространения опорного пучка, и в которой пространственный фильтр расположен в плоскости Фурье линзы Фурье для ослабления негауссовых пространственных составляющих опорного пучка.
16. Когерентная лидарная система по п.14 или 15, в которой пространственный фильтр содержит апертуру, размер которой согласован с размером детектора.
17. Когерентная лидарная система по п.1, дополнительно содержащая объединитель пучков для объединения опорного пучка со светом, излучаемым от цели.
18. Когерентная лидарная система по п.17, в которой измерительный пучок является p-поляризованным, а расщепитель пучка и объединитель пучков представляют собой один блок, содержащий
окно Брюстера, которое имеет покрытие для пропускания p-поляризованного света от полностью полупроводникового лазерного узла и для отражения s-поляризованного света,
четвертьволновую двулучепреломляющую оптическую пластинку для преобразования p-поляризованного света в свет круговой поляризации, чтобы формировать измерительный пучок и преобразовывать свет с круговой поляризацией от частиц в s-поляризованный свет для отражения окном Брюстера, и при этом
расщепитель пучка содержит отражатель для отражения части измерительного пучка, чтобы формировать опорный пучок, и для направления опорного пучка обратно через четвертьволновую пластинку для отражения к детектору.
19. Когерентная лидарная система по п.1, в которой полностью полупроводниковый лазерный узел выполнен управляемым в ответ на сигнал с детектора для оптимизации выходной мощности полностью полупроводникового лазерного узла.
20. Когерентная лидарная система по п.1, содержащая устройство очистки пучка с одномодовым волокном, формирующим измерительный пучок.
21. Когерентная лидарная система по п.20, в которой устройство очистки пучка содержит фокусирующую линзу, точечную диафрагму и коллимирующую линзу.
22. Когерентная лидарная система по п.1, содержащая сдвигающий частоту элемент для сдвига частоты измерительного пучка или опорного пучка.
23. Ветровая турбина, содержащая когерентную лидарную систему по любому из предшествующих пунктов.
24. Парусное судно, содержащее когерентную лидарную систему по любому из пп.1-22.
25. Способ определения скорости на основании света, рассеиваемого частицами, содержащий этапы, на которых
излучают измерительный пучок электромагнитного излучения и направляют пучок к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме,
формируют опорный пучок,
смешивают опорный пучок со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости частиц,
в котором этап излучения измерительного пучка содержит снабжение полностью полупроводниковым лазерным узлом для излучения измерительного пучка.
26. Способ по п.25, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап разделения пучка, излучаемого полностью полупроводниковым лазерным узлом, на опорный пучок и измерительный пучок, направляемый к измерительному объему.
27. Способ по п.25, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап снабжения полностью полупроводниковым лазерным узлом, который выполнен с возможностью излучения опорного пучка и измерительного пучка.
28. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала температуры, соответствующего температуре в измерительном объеме.
29. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц в измерительном объеме.
30. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап пространственной фильтрации опорного пучка, благодаря чему ослабляются негауссовы пространственные составляющие опорного пучка.
31. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап выполнения очистки пучка путем снабжения одномодовым волокном, формирующим измерительный пучок.
32. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап регулирования шага лопастей ветровой турбины в ответ на определенный сигнал скорости.
33. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап дифферентовки парусного судна в ответ на определенный сигнал скорости.
34. Способ определения концентрации частиц на основании света, рассеиваемого частицами, содержащий этапы, на которых
излучают измерительный пучок электромагнитного излучения и направляют пучок к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме,
формируют опорный пучок,
смешивают опорный пучок со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц,
в котором этап излучения измерительного пучка содержит снабжение полупроводниковым лазером для излучения измерительного пучка.
35. Способ по п.34, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап разделения пучка, излучаемого полупроводниковым лазером, на опорный пучок и измерительный пучок, направляемый к измерительному объему.
36. Способ по п.34, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап снабжения полупроводниковым лазером, который выполнен с возможностью излучения опорного пучка и измерительного пучка.
37. Способ по любому из пп.34-36, дополнительно содержащий этап пространственной фильтрации опорного пучка, благодаря чему ослабляются негауссовы пространственные составляющие опорного пучка.
38. Способ по любому из пп.34-36, дополнительно содержащий этап выполнения очистки пучка путем снабжения одномодовым волокном, формирующим измерительный пучок.
39. Способ по любому из пп.34-36, дополнительно содержащий этап излучения сигнала состояния в ответ на определенный сигнал концентрации.