从两套设备到一台设备
在大气探测、气溶胶监测这类工作里,经常需要同时拿到两个波长的回波数据。常规的做法是摆两台激光器,中间加一套合束光路,再想办法让两台机器同步出光。
这样搭出来的系统问题不少:占地方、耗电翻倍,光路一旦受温度或震动影响发生偏移就得停机重调;而真正要用它的地方——野外台站、车载方舱、临时观测点——往往连安装水冷机的条件都没有。
PD1064/532-02MSN-E/F 的设计就从这两个痛点出发:把两个波长集成进一台机器,两个通道各自独立、互不干扰;同时改用风冷,插上电就能工作,不需要配套水路。

两个波长,解决的是"分不清"的问题
1064nm 和 532nm 不是简单的功能叠加,它们看到的东西不一样。
1064nm 波长较长,在空气中穿透力强,对扬尘、雾霾、云滴这类颗粒的回波响应好,适合测距离、看云层结构,白天受阳光干扰也小。532nm 波长短了一半,遇到细颗粒时散射回来的信号要强得多,看得更灵敏,对水体也有不错的穿透能力。
两个波长同时测,有一个单波长方案给不了的好处:通过对比两个波长的回波强度,可以反推出颗粒的"粗细",专业上叫 Ångström 指数。一句话说清楚它的用处——一次观测就能判断天上飘的是沙尘、烟尘、雾霾还是云滴。单波长系统做不到这件事,只能靠经验假设,或者拿两套不同时间的数据去拼,误差和不确定性都大。
本机型采用双通道独立架构,两个波长从光源内部就是分开走的两条光路,客户不需要在系统外面再搭合束和切换器件,省掉了额外的光损耗和对准工作。
光束质量好,直接结果是"看得远、看得清"
这台机器的光束质量 M² 小于 1.3,发散角不超过 0.5 mrad。换成客户关心的说法:
看得远。 发射出去的光束在几公里之外仍然能保持较好的能量集中度,同样功率下回波更强,有效探测距离更远,弱信号目标也更容易抓到。
近处不留盲区。 激光雷达在近距离存在一个发射光斑与接收视场对不上的过渡区,这段距离的数据通常 unusable 或者需要额外修正。发散角越小、光束的会聚点位置越明确,这段过渡距离就越短,近场数据可用得越早,后期反演也越省事。配合不低于 90% 的光斑圆度,与接收望远镜的视场配准更容易。
能加偏振通道。 输出偏振比 100:1,如果客户后续要做退偏振探测——这是区分沙尘这类不规则颗粒和雾滴这类球形颗粒的常用手段——光源这边的基础条件是具备的。
这些指标不是标称值。我们用 BeamSquared 光束分析仪做了实测,两个波长的光斑都是规整的高斯分布,从会聚点到远场的完整拟合曲线可查。

脉冲够窄,测距才够准
实测脉冲宽度约 9.06 ns,比 ≤10 ns 的规格线还要窄一些。
脉宽对测距的意义很直接:脉冲越窄,距离分辨越细,9 ns 量级大致对应 1 米多的分辨能力;同时能量集中在更短的时间内,峰值功率更高,回波信噪比跟着上来。配合 1–20 Hz 可调的重频和外触发同步接口,可以跟探测器、采集卡组成严格对齐的时序,适合纳入自动化观测流程。

风冷,是为了让它真的能部署出去
大气观测的设备大多不在实验室。野外台站、移动监测车、临时布设的点位,很少有条件配冷水机,更没有人定期去查管路。这台机器用风扇散热,没有水路,也就没有防冻、防漏、管路维护这些麻烦事,可以长时间无人值守运行。
整机是带提手的金属箱体,实测外形约 406 × 345 × 143 mm,底部和侧面预留了标准安装孔位,上机柜、装进方舱、固定在云台都可以。结构提供 -E 一体式和 -F 分体式两种,集成空间紧张时可以分开安装。
双通道怎么用
两个输出口分别对应 1064nm 和 532nm,物理上分开,互不串扰。波长切换是电动的,不用人工去动光路,切换状态可以程控,能直接嵌入自动观测序列。
工作模式支持两种:两个波长同时出光,用于同步探测;或者只出其中一个波长,做分时观测,也可以当作单波长机器独立使用。
典型应用
气象与环境监测:气溶胶与云层剖面观测、能见度测量、颗粒物类型识别
沙尘与污染输送监测:区分沙尘、烟尘与雾霾,追踪污染输送路径
移动平台部署:车载、舰载激光雷达,应急与临时观测点位
三维成像与测绘:地形测绘、目标测距
科研定制:LEOPTIK 系列可按需求调整波长组合、重复频率、单脉冲能量与结构形式
技术参数

型号命名
PD1064/532-02MSN-E/F 逐段含义:P 为脉冲;D 表示双波长(同系列中 U 为紫外、V 为可见、N 为近红外、M 为中红外);1064/532 是两个输出波长;02 指 1064nm 通道单脉冲能量 2 mJ 量级;M 代表 MOPA 主振荡加功率放大架构;S 为标准固体结构;N 表示纳秒量级脉宽;末位 E 与 F 分别对应一体式与分体式结构。
晶众光电具备晶体与器件的自主生产能力,交期与成本可控。LEOPTIK 科研定制系列支持与客户联合开发,可按需求调整波长组合、重复频率、单脉冲能量与结构形式。
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济南晶众光电科技有限公司|CRYSTRONG|LEOPTIK 系列
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