CN110187362A - 一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达 - Google Patents

一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，通过时分复用和波分复用技术相结合，将出射的激光的频率分别锁定在F‑P干涉仪透过率曲线的上升沿和下降沿，形成鉴频用的双边缘。紫外激光和近红外激光由同一激光器出射，通过利用F‑P干涉仪的周期性结构，从而使得这两个波长的激光均可用于大气风场探测，其中紫外激光用于探测大气分子的瑞利散射信号，红外激光用于探测大气气溶胶的米散射信号。本发明提出的***方案，简化了接收光路，提高了测风激光雷达的风场探测能力。

Description

一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达
技术领域
本发明涉及激光雷达，尤其涉及一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达。
背景技术
测风激光雷达对提高长期天气预报的准确性、改进气候研究模型、提高军事环境预报等有重大意义。因此，大气风场的测量受到越来越多的关注，国际民航机构、世界气象组织、世界各国航空航天的研究机构等组织都正在积极地开展风场探测***的研究与开发。
多普勒测风激光雷达根据探测原理的不同可分为相干探测和直接探测。相干探测通过激光大气回波信号与本振激光相干的方式探测风速。直接探测则利用鉴频器将多普勒频移信息转化为能量的相对变化以探测大气风速。在基于边缘技术的直接探测测风激光雷达中，F-P干涉仪具有边缘陡峭，速度和灵敏度高以及针对不同探测目标和工作波长可优化设定等优点，是直接探测测风激光雷达中应用最广泛的鉴频器。
目前，基于不同的测量波长对大气不同高度的风速进行探测都要使用两台单独的测风激光雷达，而测风激光雷达包括激光光源、激光发射***、激光接收***、鉴频器、探测器等，造价昂贵，体积大。如何利用单台激光雷达对不同高度风速同时测量以降低成本是亟待解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述问题，本发明提供了一种基于双频激光器，双通道F-P干涉仪腔，可同时实现不同高度风速探测的测风激光雷达，用以解决使用多台测风激光雷达的成本问题。
(二)技术方案
本发明提供了一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，包括：
种子激光器模块，用于输出第一波长的种子激光；所述第一波长为近红外波段；
第一声光频移器，用于将种子激光进行移频输出第1激光；所述第1激光的中心频率小于种子激光的中心频率；
第一倍频模块，用于对输入的第1激光进行二倍频和三倍频，输出第一倍频激光，所述第一倍频激光包含第1激光、第1二倍频激光和第1三倍频激光；
第二声光频移器，用于将种子激光进行移频输出第2激光；所述第2激光的中心频率大于种子激光的中心频率；
第二倍频模块，用于对输入的第2激光进行二倍频和三倍频，输出第二倍频激光，所述第二倍频激光包含第2激光、第2二倍频激光和第2三倍频激光；
所述第1三倍频激光和第2三倍频激光为紫外波段；
所述第一倍频模块输出的激光分为两束，一束作为信号光，另一束作为参考光；所述第二倍频模块输出的激光也分为两束，一束作为信号光，另一束作为参考光；
扩束***，用于将第一倍频激光和第二倍频激光中的信号光扩束后输出到大气；
接收望远镜，用于接收大气回波信号；
色分镜，用于接收大气回波信号和参考光，并将接收到的信号分为第一波长激光和第二波长激光分别输出；
所述第一波长激光输入到第一F-P干涉仪，所述第二波长激光输入到第二F-P干涉仪；
探测模块，用于检测第一F-P干涉仪和第二F-P干涉仪输出的信号；
数据采集和处理模块，用于对探测模块输出的信号进行采集和分析处理；
所述第1激光和第2激光的中心频率分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿；所述第一F-P干涉仪透过率曲线为第一F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系；
所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的中心频率分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿；所述第二F-P干涉仪透过率曲线为第二F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系。
进一步的，还包括时分反射透射开关，所述时分反射透射开关包括旋转镜和旋转控制组件，所述旋转镜设置有透射区和反射区，所述透射区用于透射入射的光信号，所述反射区用于反射入射的光信号；
所述第一倍频激光和第二倍频激光分别入射到旋转镜的透射区和反射区；
所述扩束***包括第一扩束镜；
所述旋转控制组件用于控制旋转镜旋转以使第一倍频模块出射的激光和第二倍频模块输出的激光交替输出到第一扩束镜。
可替换的，所示扩束***包括第二扩束镜和第三扩束镜，所述第二扩束镜用于将第一倍频激光输出到大气中，所述第三扩束镜用于将第二倍频激光输出到大气中。
进一步的，所述第1激光和第2激光的中心频率分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的半腰处；所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的中心频率分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。
进一步的，所述第二F-P干涉仪包括温度调节单元或气压调节单元，通过调节温度调节单元或气压调节单元使所述第1三倍频激光和第2三倍频激光分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。
进一步的，所述第一F-P干涉仪包括温度调节单元或气压调节单元，通过调节温度调节单元或气压调节单元使所述第1激光和第2激光分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。
进一步的，所述第1激光的中心频率比种子激光的中心频率大第一频率间隔；所述第2激光的中心频率比种子激光的中心频率小第二频率间隔。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，采用推拉声光调制的方式产生两个相对于F-P干涉仪对称分布的脉冲信号；通过调整种子光的绝对频率，使出射的第1激光和第2激光分别位于第一F-P干涉仪相邻干涉级透过率半腰处；通过调节第二F-P干涉仪的气压调节单元/温度调节单元，使第1激光和第2激光对应的三倍频激光也处在第二F-P干涉仪相邻透过率的上升沿和下降沿处。采用本发明的***，激光器同时输出两个波长的激光，利用单台激光雷达低成本地对低层和高层大气风速同时测量。
本发明通过时分复用和波分复用技术相结合，将出射的激光的频率分别锁定在F-P干涉仪的上升沿和下降沿，形成鉴频用的双边缘。紫外激光和近红外激光由同一激光器出射，通过利用F-P干涉仪的周期性结构，从而使得这两个波长的激光均可用于大气风场探测，其中紫外激光(355nm)用于探测大气分子的瑞利散射信号，红外激光(1064nm)用于探测大气气溶胶的米散射信号。本发明提出的***方案，简化了接收光路，提高了测风激光雷达的风场探测能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例提供的一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达的又一结构框图；
图3是本发明实施例提供的一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达的旋转镜的示意图；
图4a为1064nmFPI的透过率曲线图；
图4b为1064nm信号即第1激光的光强图；
图4c为出射的第1激光和第2激光的示意图；
图4d为355nm激光激发的瑞利散射信号的光谱示意图；
图4e为355nmFPI的透过率曲线图。
【符号说明】
31-反射区；32-透射区。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，包括：
种子激光器模块，用于输出第一波长的种子激光。
分束器，将种子激光分成两束。
第一声光频移器，用于将第一束种子激光进行移频输出第1激光；所述第1激光的中心频率小于种子激光的中心频率。
声光频移器，简称AOFS(Acousto-OpticFrequency Shifters)，能够对输入激光光信号产生频移。
第一倍频模块，用于对输入的第1激光进行二倍频和三倍频，输出第一倍频激光，所述第一倍频激光包含第1激光、第1二倍频激光和第1三倍频激光。
第二声光频移器，用于将第二束种子激光进行移频输出第2激光；所述第2激光的中心频率大于种子激光的中心频率。
第二倍频模块，用于对输入的第2激光进行二倍频和三倍频，输出第二倍频激光，所述第二倍频激光包含第2激光、第2二倍频激光和第2三倍频激光。
所述第一波长为近红外波段，所述第1三倍频激光和第2三倍频激光为紫外波段。
所述第一倍频模块输出的激光分为两束，一束作为信号光，另一束作为参考光；所述第二倍频模块输出的激光分为两束，一束作为信号光，另一束作为参考光。
扩束***，用于将第一倍频激光和第二倍频激光的信号光交替扩束后输出到大气。
接收望远镜，用于接收大气回波信号。
色分镜，用于接收大气回波信号和第一倍频激光和第二倍频激光的参考光，并将接收到的信号分为第一波长激光和第二波长激光分别输出。
所述第一波长激光输入到第一F-P干涉仪，所述第二波长激光输入到第二F-P干涉仪。
探测模块，用于检测第一F-P干涉仪和第二F-P干涉仪输出的信号；
数据采集和处理模块，用于对探测模块输出的信号进行采集和分析处理。
所述第1激光和第2激光的中心频率分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿；所述第一F-P干涉仪透过率曲线为第一F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系。
所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的中心频率分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿；所述第二F-P干涉仪透过率曲线为第二F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系。
理想的F-P干涉仪(Fabry-Perot干涉仪，也称为FPI)的透过率是一个Airy函数：
式中，1为标准具腔长；R为对应波长的反射率；L为光损耗；c是高速；v是入射光频率；θ是入射光与标准具反射表面法线的夹角；F是有效精细度。当标准具的腔长为固定值时，透过率只与入射光频率相关，且周期性变化。本发明中提到的标准具透过率曲线均为标准具腔长固定，透过率(透射光强)与入射光频率的对应关系。每个透过率曲线包括多个干涉级，每个干涉级包括上升沿和下降沿。
进一步的，本发明还包括两个激光放大模块，分别位于第一声光频移器和第一倍频模块之间、以及第二声光频移器和第二倍频模块之间，用于对第一声光频移器和第二声光频移器输出的激光进行放大。激光放大模块包含激光震荡级和放大级。在有些示例中，激光器可以只有震荡级。其功能为实现对激光脉冲进行放大，从而产生一定重复频率的高功率激光脉冲。
如图2所示，该紫外红外同步工作的双频测风激光雷达的扩束***包括：时分反射透射开关和扩束镜。所述时分反射透射开关包括旋转镜和旋转控制组件，所述旋转镜设置有透射区32和反射区31，所述透射区32用于透射入射的光信号，所述反射区31用于反射入射的光信号；具体的，所述透射区32为镂空区，所述反射区31上设置有反射镜。
所述第一倍频激光和第二倍频激光分别入射到旋转镜的透射区32和反射区31。
所述扩束***包括第一扩束镜。
所述旋转控制组件用于控制旋转镜旋转以使第一倍频模块出射的激光和第二倍频模块输出的激光交替输出到第一扩束镜。
所述旋转控制组件可以以预定的速度连续旋转，从而使第一倍频激光和第二倍频激光以预定的频率交替输出。
具体的，旋转镜可以如图3所示，图中，阴影部分为反射区31，空白部分为透射区32。采用图3所示的旋转镜，每旋转一周，反射区31和透射区32交替两次。为保证第一倍频激光和第二倍频激光的出射效率，反射区31和透射区32的面积大于第一倍频激光和第二倍频激光的光斑面积。为保证第一倍频激光和第二倍频激光均匀出射，反射区31和透射区32面积相等。
通过设置时分反射透射开关，使两台高能激光器协同工作。同时，由于设置时分反射开关，两路脉冲信号可共用一个扩束镜。在光学***中，为了测量高层大气，要求激光功率大，针对较大功率信号扩束镜镜片大、***复杂，成本昂贵，且装调难度大，本发明减少一个扩束镜，能够显著降低***硬件成本和维护成本。同时，扩束镜体积大，减少一个扩束镜，能够减小整个装置的体积，有利于装置的小型化和集成化，方便运输。
在一个可选的实施例中，所示扩束***包括第二扩束镜和第三扩束镜，所述第二扩束镜用于将第一倍频激光输出到大气中，所述第三扩束镜用于将第二倍频激光输出到大气中。
所述第1激光和第2激光的中心频率分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的半腰处，即上升沿和下降沿；所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的中心频率分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。所述透过率曲线的半腰处为从一个周期的透过率曲线中上升沿及下降沿的最低谷到最高峰的中间位置。
本发明采用推拉声光调制的方式产生两个相对于1064标准具对称分布的脉冲信号。
所述第一F-P干涉仪包括温度调节单元或气压调节单元，通过调节温度调节单元或气压调节单元使所述第1激光和第2激光分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。
所述第二F-P干涉仪包括温度调节单元或气压调节单元，通过调节温度调节单元或气压调节单元使所述第1三倍频激光和第2三倍频激光分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。
通过调整种子光的绝对频率，使出射的第1激光和第2激光位于第一F-P干涉仪相邻干涉级透过率半腰处，即上升沿和下降沿。
通过调节第二F-P干涉仪的气压调节单元/温度调节单元，使出射的第1三倍频激光和第2三倍频激光位于第二F-P干涉仪相邻干涉级透过率上升沿和下降沿。
所述种子激光器为Nd：YAG激光器，所述第一波长为1064nm，所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的波长为355nm。
直接探测测风激光雷达根据大气粒子载体的不同可分为基于宽谱分子散射的瑞利测风激光雷达和基于窄谱气溶胶散射的米散射激光雷达。
由于瑞利测风激光雷达和米散射激光雷达对波长的敏感性不同，瑞利测风激光雷达多采用紫外激光进行探测(如355nm激光)，而米散射激光雷达多采用可见光或近红外激光进行探测(如1064nm激光)。低层大气中(例如对流层)气溶胶粒子密度较大，可以采用米散射激光雷达测量低层大气风速。高层大气中(例如平流层)气溶胶粒子很少，大气分子信号较多，可以采用瑞利测风激光雷达测量高层大气风速。
通过本***，激光器同时输出红外和紫外波长的激光，利用单台激光雷达低成本地对低层和高层大气风速同时测量。
所述第1激光的中心频率比种子激光的中心频率大第一频率间隔；所述第2激光的中心频率比种子激光的中心频率小第二频率间隔。
优选地，第一频率间隔与第二频率间隔相等，第1激光与第2激光相对种子激光的中心频率对称分布。
第一频率间隔对应第一AOFS的频移量。第二频率间隔对应第二AOFS的频移量。
可选地，第一频率间隔与第二频率间隔之和在1GHz～4GHz之间。
所述第1激光和第2激光的中心频率分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿包括：
第1激光和第2激光的中心频率分别锁定在相邻干涉级透过率曲线靠近的两个边沿。
所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的中心频率分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿；所述第二F-P干涉仪透过率曲线为第二F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系。
下面以一个具体的应用场景对本发明的激光雷达工作过程进行阐述。该场景中，种子激光器选取1064nm波长的激光器。
如图2所示，如图所示，1064nm种子激光器输出的激光通过分束器分成两份，一份经第一AOM频移后经震荡级和放大级后，通过二倍频模块和三倍频模块，共线输出1064nm、532nm和355nm的激光。另外一份种子光也经第二AOM频移后，经另外一个震荡级和放大级后，通过二倍频模块和三倍频模块，共线输出1064nm、532nm和355nm的激光。
本实施例的双频测风激光雷达还包括：依次设置于接收望远镜和色分镜之间的：EOM、合束器、扰模器、准直器，以及色分镜与第二FPI之间的反射镜。
通过控制时分反射透射开关，使两束激光经反射式扩束***分时的发射到大气中。大气回波信号由接收望远镜接收后，先经EOM调制，降低强的近场信号防止探测器饱和。继而，回波信号经合束器合束后输入扰模器使光斑均匀，再通过准直器转成空间光，空间光先通过色分镜分离出1064nm和355nm的激光，这两束经过分别经第一F-P干涉仪和第二F-P干涉仪后，由探测模块探测。
探测模块可以是两个单独的探测器，即图2中的第一探测器和第二探测器，分别位于第一FPI与数据采集和处理模块、以及第二FPI与数据采集和处理模块之间；也可以是一个探测器的两个通道，即图1中的探测模块。
本实施例的双频测风激光雷达还包括：积分球。为了实现激光器和F-P干涉仪相对位置的锁定，从两束发射激光中，分出两个参考光，参考光同时耦合到光纤中，通过积分球对脉冲宽度进行展宽后，耦合到合束器中与回波信号合束。
所述紫外红外同步工作的双频测风激光雷达工作原理如图4所示：
如图4a所示为1064nmFPI的透过率曲线图。
如图4b所示为1064nm信号即第1激光的光强图；1064nm的种子光，经过第一AOM和第二AOM频移后，两个1064nm的激光频率差为3.5GHz。
通过设计1064nm的FPI，将两个1064nm的激光分别锁定在1064nmFPI的透过率曲线的上升沿和下降沿。
如图4c所示为出射的第1激光和第2激光的示意图。
如图4d所示为355nm激光激发的瑞利散射信号的光谱示意图。
如图4e所示为355nmFPI的透过率曲线图。
如图4所示，1064nm的种子光，经过第一AOM和第二AOM频移后，两个1064nm的激光频率差为3.5GHz，对应355nm的两束激光的频率差为10.5GHz。1064nm通道FPI的FSR为3.7GHz，355nm通道FPI的FSR为15.6GHz。
利用FPI的周期性结构，通过设计1064nm和355nm的FPI，将1064nm和355nm的两束激光分别锁定在对应FPI的上升沿和下降沿。
本发明公开了一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，采用声光频移的方式产生两个相对于F-P干涉仪对称分布的脉冲信号；通过调整种子光的绝对频率，使出射的第1激光和第2激光分别位于第一F-P干涉仪相邻干涉级透过率半腰处；通过调节第二F-P干涉仪的气压调节单元/温度调节单元，使第1激光和第2激光对应的三倍频激光也处在第二F-P干涉仪相邻透过率的半腰处。采用本***，激光器同时输出两个波长的激光，利用单台激光雷达对低层和高层大气风速同时测量，以达到降低成本的目的。
本发明通过时分复用和波分复用技术相结合，将出射的激光的频率分别锁定在F-P干涉仪的上升沿和下降沿，形成鉴频用的双边缘。紫外激光和近红外激光由同一激光器出射，通过利用F-P干涉仪的周期性结构，从而使得这两个波长的激光均可用于大气风场探测，其中紫外激光(355nm)用于探测大气分子的瑞利散射信号，红外激光(1064nm)用于探测大气气溶胶的米散射信号。本发明提出的***方案，简化了接收光路，提高了测风激光雷达的风场探测能力。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，包括：
种子激光器，用于输出第一波长的种子激光；所述第一波长为近红外波段；
第一声光频移器，用于将种子激光进行移频输出第1激光；所述第1激光的中心频率小于种子激光的中心频率；
第一倍频模块，用于对输入的第1激光进行二倍频和三倍频，输出第一倍频激光，所述第一倍频激光包含第1激光、第1二倍频激光和第1三倍频激光；
第二声光频移器，用于将种子激光进行移频输出第2激光；所述第2激光的中心频率大于种子激光的中心频率；
第二倍频模块，用于对输入的第2激光进行二倍频和三倍频，输出第二倍频激光，所述第二倍频激光包含第2激光、第2二倍频激光和第2三倍频激光；
所述第1三倍频激光和第2三倍频激光为紫外波段；
扩束***，用于将第一倍频激光和第二倍频激光中的信号光扩束后输出到大气；
接收望远镜，用于接收大气回波信号；
色分镜，用于接收大气回波信号和第一倍频激光和第二倍频激光中的参考光，并将接收到的信号分为第一波长激光和第二波长激光分别输出；
所述第一波长激光输入到第一F-P干涉仪，所述第二波长激光输入到第二F-P干涉仪；
探测模块，用于检测第一F-P干涉仪和第二F-P干涉仪输出的信号；
数据采集和处理模块，用于对探测模块输出的信号进行采集和分析处理。
2.根据权利要求1所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，还包括时分反射透射开关，所述时分反射透射开关包括旋转镜和旋转控制组件，所述旋转镜设置有透射区和反射区，所述透射区用于透射入射的光信号，所述反射区用于反射入射的光信号；
所述第一倍频激光和第二倍频激光分别入射到旋转镜的透射区和反射区；
所述扩束***包括第一扩束镜；
所述旋转控制组件用于控制旋转镜旋转以使第一倍频模块出射的第一倍频激光和第二倍频模块输出的第二倍频激光交替输出到第一扩束镜，从而使第一倍频激光和第二倍频激光以预定的频率交替输出。
3.根据权利要求2所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，所述扩束***包括第二扩束镜和第三扩束镜，所述第二扩束镜用于将第一倍频激光输出到大气中，所述第三扩束镜用于将第二倍频激光输出到大气中。
4.根据权利要求1所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，所述第1激光和第2激光的中心频率分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的半腰处，所述第一F-P干涉仪透过率曲线为第一F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系；所述第1三倍频激光和第2三倍频激光的中心频率分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿，所述第二F-P干涉仪透过率曲线为第二F-P干涉仪的透过率与入射光频率的对应关系。
5.根据权利要求4所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，所述第二F-P干涉仪包括温度调节单元或气压调节单元，通过调节温度调节单元或气压调节单元使所述第1三倍频激光和第2三倍频激光分别位于第二F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿；所述第一F-P干涉仪包括温度调节单元或气压调节单元，通过调节温度调节单元或气压调节单元使所述第1激光和第2激光分别位于第一F-P干涉仪透过率曲线中的相邻干涉级透过率曲线的上升沿和下降沿。
6.根据权利要求1所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，所述第1激光的中心频率比种子激光的中心频率大第一频率间隔；所述第2激光的中心频率比种子激光的中心频率小第二频率间隔。
7.根据权利要求1所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，所述第一倍频模块输出的激光分为两束，一束作为信号光，另一束作为参考光；所述第二倍频模块输出的激光也分为两束，一束作为信号光，另一束作为参考光。
8.根据权利要求1所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，还包括依次设置于接收望远镜和色分镜之间的：EOM、合束器、扰模器、准直器，以及色分镜与第二FPI之间的反射镜；大气回波信号由接收望远镜接收后，先经EOM调制，回波信号经合束器合束后输入扰模器使光斑均匀，再通过准直器转成空间光，通过色分镜分离出1064nm和355nm的激光，分别经过第一F-P干涉仪和第二F-P干涉仪后，由探测模块探测。
9.根据权利要求1所述的紫外红外同步工作的双频测风激光雷达，其特征在于，还包括积分球；通过积分球对参考光脉冲宽度进行展宽后，耦合到合束器中与回波信号合束。
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