JPH1114752A - レーザレーダ装置 - Google Patents
レーザレーダ装置Info
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- JPH1114752A JPH1114752A JP9167138A JP16713897A JPH1114752A JP H1114752 A JPH1114752 A JP H1114752A JP 9167138 A JP9167138 A JP 9167138A JP 16713897 A JP16713897 A JP 16713897A JP H1114752 A JPH1114752 A JP H1114752A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の受信検出器の校正及びレーザ出力のモ
ニタ用検出器の校正は、観測期間前に取得した検出器感
度の校正データに基づくものであり、観測期間中の検出
器感度の変化や劣化に対する性能要求は厳しく、また感
度変化や劣化が生じた場合には、観測結果である大気中
の粒子の濃度が真値からずれる。 【解決手段】 レーザレーダ装置に内蔵する校正装置
は、校正用レーザ抽出部１３と校正用レーザ導入部１４
をもつ。校正用レーザ抽出部１３において、レーザ発生
器１から出力されるレーザ光６を取り出す。校正用レー
ザ導入部１４は、校正用レーザ抽出部１３で取り出した
校正用レーザ光１９を集光部３または受信検出器４へ伝
送する。伝送された校正用レーザ光は、受信検出器４に
おいて電気信号１２に変換し、校正用データとして使用
する。
ニタ用検出器の校正は、観測期間前に取得した検出器感
度の校正データに基づくものであり、観測期間中の検出
器感度の変化や劣化に対する性能要求は厳しく、また感
度変化や劣化が生じた場合には、観測結果である大気中
の粒子の濃度が真値からずれる。 【解決手段】 レーザレーダ装置に内蔵する校正装置
は、校正用レーザ抽出部１３と校正用レーザ導入部１４
をもつ。校正用レーザ抽出部１３において、レーザ発生
器１から出力されるレーザ光６を取り出す。校正用レー
ザ導入部１４は、校正用レーザ抽出部１３で取り出した
校正用レーザ光１９を集光部３または受信検出器４へ伝
送する。伝送された校正用レーザ光は、受信検出器４に
おいて電気信号１２に変換し、校正用データとして使用
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星や航空
機等の飛しょう体に搭載して、大気中に存在する粒子の
濃度を観測するレーザレーダ装置に関し、特にレーザレ
ーダ装置に内蔵するレーザ発生器出力値および受信検出
器感度の校正装置の改良に関する。
機等の飛しょう体に搭載して、大気中に存在する粒子の
濃度を観測するレーザレーダ装置に関し、特にレーザレ
ーダ装置に内蔵するレーザ発生器出力値および受信検出
器感度の校正装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザレーダ装置は、レーザ光を観測対
象に照射し反射した光を受信して、観測対象の濃度や位
置などのセンシングを行う装置である。このレーザレー
ダ装置を人工衛星や航空機に搭載して、大気中に存在す
る粒子の濃度分布を観測する際、レーザ反射光のエネル
ギにより濃度が計測されるため、受信検出器の光に対す
る出力電気信号の感度（以下単に感度という）が観測期
間中に既知でなければならない。特に人工衛星に搭載し
て宇宙空間から地球大気を観測する場合には、例えば３
年間というような長期の運用期間に渡る受信検出器の感
度変化が観測結果である濃度データに影響を及ぼす。
象に照射し反射した光を受信して、観測対象の濃度や位
置などのセンシングを行う装置である。このレーザレー
ダ装置を人工衛星や航空機に搭載して、大気中に存在す
る粒子の濃度分布を観測する際、レーザ反射光のエネル
ギにより濃度が計測されるため、受信検出器の光に対す
る出力電気信号の感度（以下単に感度という）が観測期
間中に既知でなければならない。特に人工衛星に搭載し
て宇宙空間から地球大気を観測する場合には、例えば３
年間というような長期の運用期間に渡る受信検出器の感
度変化が観測結果である濃度データに影響を及ぼす。
【０００３】一方、レーザレーダ装置のレーザ発生器か
ら送信されるレーザ光についても、送信出力値が変化す
ると、大気中の粒子からのレーザ反射光は変化する。レ
ーザ出力値が既知でなければ、前記の濃度データは不正
確なものとなる。
ら送信されるレーザ光についても、送信出力値が変化す
ると、大気中の粒子からのレーザ反射光は変化する。レ
ーザ出力値が既知でなければ、前記の濃度データは不正
確なものとなる。
【０００４】従来における受信検出器の感度の校正は、
概ね以下のような２つの方法により行われている。 （ａ）レーザレーダ装置による観測前に、検出器単品で
感度の校正データを取得する。 （ｂ）レーザレーダ装置による観測前に、レーザレーダ
装置外部から基準となる光源をレーザレーダ装置に照射
し受信検出器の感度の校正データを取得する。
概ね以下のような２つの方法により行われている。 （ａ）レーザレーダ装置による観測前に、検出器単品で
感度の校正データを取得する。 （ｂ）レーザレーダ装置による観測前に、レーザレーダ
装置外部から基準となる光源をレーザレーダ装置に照射
し受信検出器の感度の校正データを取得する。
【０００５】レーザレーダ装置による観測結果の処理
は、観測結果である受信検出器の出力電気信号のデータ
を、あらかじめ（ａ）または（ｂ）の方法によって取得
しておいた校正データと関連付けることにより行う。し
たがって、大気中の粒子の濃度等の物理量を正確に求め
るためには、観測前の受信検出器感度の校正データとレ
ーザレーダによる観測期間中の受信検出器感度が変化ま
たは劣化していないことが必要となる。
は、観測結果である受信検出器の出力電気信号のデータ
を、あらかじめ（ａ）または（ｂ）の方法によって取得
しておいた校正データと関連付けることにより行う。し
たがって、大気中の粒子の濃度等の物理量を正確に求め
るためには、観測前の受信検出器感度の校正データとレ
ーザレーダによる観測期間中の受信検出器感度が変化ま
たは劣化していないことが必要となる。
【０００６】一方、従来におけるレーザ発生器のレーザ
出力値の変化は、レーザレーダ装置の観測期間中におい
て、レーザ出力端に受信検出器とは別の専用検出器を配
置して計測することが行われている。この専用の検出器
の感度が変化するレーザ出力の計測値は不正確なものと
なる。このレーザ出力モニタ用の専用検出器について
も、受信検出器と同様に校正を行うこととなり、観測前
の検出器感度校正データとレーザレーダ装置による観測
期間中の検出器感度が変化または劣化していないことが
必要となる。
出力値の変化は、レーザレーダ装置の観測期間中におい
て、レーザ出力端に受信検出器とは別の専用検出器を配
置して計測することが行われている。この専用の検出器
の感度が変化するレーザ出力の計測値は不正確なものと
なる。このレーザ出力モニタ用の専用検出器について
も、受信検出器と同様に校正を行うこととなり、観測前
の検出器感度校正データとレーザレーダ装置による観測
期間中の検出器感度が変化または劣化していないことが
必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のレ
ーザレーダ装置の受信検出器およびレーザ出力モニタ用
の専用検出器の校正の方法は、レーザレーダ装置による
観測前に取得しておいた検出器感度の校正データに基づ
くものであり、レーザレーダ装置による観測期間中の検
出器感度の変化または劣化に対する性能要求は厳しくな
るという問題点がある。また、この検出器感度が変化ま
たは劣化した場合には、レーザレーダ装置による観測に
より求められる大気中の粒子の濃度が真値からずれたも
のとなるという問題点がある。
ーザレーダ装置の受信検出器およびレーザ出力モニタ用
の専用検出器の校正の方法は、レーザレーダ装置による
観測前に取得しておいた検出器感度の校正データに基づ
くものであり、レーザレーダ装置による観測期間中の検
出器感度の変化または劣化に対する性能要求は厳しくな
るという問題点がある。また、この検出器感度が変化ま
たは劣化した場合には、レーザレーダ装置による観測に
より求められる大気中の粒子の濃度が真値からずれたも
のとなるという問題点がある。
【０００８】この発明は以上の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、レーザレーダ装置による観測期
間中においてレーザ発生器出力値および検出器感度の校
正をすることができる校正装置を設けたレーザレーダ装
置を提供することにある。
のであり、その目的は、レーザレーダ装置による観測期
間中においてレーザ発生器出力値および検出器感度の校
正をすることができる校正装置を設けたレーザレーダ装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるレーザ
レーダ装置は、レーザ発生器から出力されるレーザ光の
一部を取り出す校正用レーザ抽出部と、前記校正用レー
ザ抽出部により取り出されたレーザ光を光伝送路を通し
て受信検出器に注入する校正用レーザ導入部とを有し、
校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記受信
検出器において電気信号に変換し、その電気信号を校正
データとして用いることにより、前記レーザ発生器の出
力値と前記受信検出器の感度を校正するものである。
レーダ装置は、レーザ発生器から出力されるレーザ光の
一部を取り出す校正用レーザ抽出部と、前記校正用レー
ザ抽出部により取り出されたレーザ光を光伝送路を通し
て受信検出器に注入する校正用レーザ導入部とを有し、
校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記受信
検出器において電気信号に変換し、その電気信号を校正
データとして用いることにより、前記レーザ発生器の出
力値と前記受信検出器の感度を校正するものである。
【００１０】また、第２の発明によるレーザレーダ装置
は、レーザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り
出す校正用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部に
より取り出されたレーザ光を光伝送路を通してレーザレ
ーダ装置の集光部に注入する校正用レーザ導入部とを有
し、校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記
集光部において集光した後、前記受信検出器において電
気信号に変換し、その電気信号を校正データとして用い
ることにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受信検
出器の感度を校正するものである。
は、レーザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り
出す校正用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部に
より取り出されたレーザ光を光伝送路を通してレーザレ
ーダ装置の集光部に注入する校正用レーザ導入部とを有
し、校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記
集光部において集光した後、前記受信検出器において電
気信号に変換し、その電気信号を校正データとして用い
ることにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受信検
出器の感度を校正するものである。
【００１１】第３の発明によるレーザレーダ装置は、前
記校正用レーザ抽出部の構成において、取り出したレー
ザ光を前記校正用レーザ導入部へ入れる前に、所定の振
幅レベルに減衰するレーザ光減衰器を含むものである。
記校正用レーザ抽出部の構成において、取り出したレー
ザ光を前記校正用レーザ導入部へ入れる前に、所定の振
幅レベルに減衰するレーザ光減衰器を含むものである。
【００１２】また、第４の発明によるレーザレーダ装置
は、前記校正用レーザ導入部の光伝送路として光ファイ
バケーブルを使用し、この光ファイバケーブルを所定長
さとすることにより、レーザ光の伝播を時間的に遅延
し、レーザ光発生時点と受信検出器出力時点を時間的に
分離するものである。
は、前記校正用レーザ導入部の光伝送路として光ファイ
バケーブルを使用し、この光ファイバケーブルを所定長
さとすることにより、レーザ光の伝播を時間的に遅延
し、レーザ光発生時点と受信検出器出力時点を時間的に
分離するものである。
【００１３】第５の発明によるレーザレーダ装置は、前
記校正用レーザ導入部の光伝送路を長さの異なる２本の
光ファイバケーブルにより構成し、前記光ファイバケー
ブルの劣化を計測するものである。
記校正用レーザ導入部の光伝送路を長さの異なる２本の
光ファイバケーブルにより構成し、前記光ファイバケー
ブルの劣化を計測するものである。
【００１４】
実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
校正装置を内蔵したレーザレーダ装置の全体構成図であ
る。図１において、１はレーザ発生器、２は校正装置、
３は集光部、４は受信検出器、５は大気中の粒子であ
る。レーザ発生器１からのレーザ光６を校正装置２に注
入し、校正装置２において取り出した校正用レーザ光９
を受信検出器４に注入し、受信検出器４において電気信
号１２に光電変換される。集光部３を含めたレーザレー
ダ装置の校正を行う場合には、校正装置２において取り
出したレーザ光は、校正用レーザ光９として受信検出器
４に注入する代りに、校正用レーザ光１０として集光部
へ注入する。
校正装置を内蔵したレーザレーダ装置の全体構成図であ
る。図１において、１はレーザ発生器、２は校正装置、
３は集光部、４は受信検出器、５は大気中の粒子であ
る。レーザ発生器１からのレーザ光６を校正装置２に注
入し、校正装置２において取り出した校正用レーザ光９
を受信検出器４に注入し、受信検出器４において電気信
号１２に光電変換される。集光部３を含めたレーザレー
ダ装置の校正を行う場合には、校正装置２において取り
出したレーザ光は、校正用レーザ光９として受信検出器
４に注入する代りに、校正用レーザ光１０として集光部
へ注入する。
【００１５】ここで、この発明に係るレーザレーダ装置
に内蔵する校正装置を用いた校正方法の原理について図
１を参照しながら説明する。レーザレーダ装置から送信
した観測レーザ光７（出力値をＥとする）は、大気中の
粒子５に照射されて散乱する。散乱したレーザ光８は、
集光部３において受信され受信光１１となって受信検出
器４へ注入され、受信検出器４において電気信号１２に
変換される。受信検出器４にて出力される電気信号１２
（出力値Ｉ）は、測定する大気中の粒子の濃度をβ、受
信検出器４の感度をＲとすると、
に内蔵する校正装置を用いた校正方法の原理について図
１を参照しながら説明する。レーザレーダ装置から送信
した観測レーザ光７（出力値をＥとする）は、大気中の
粒子５に照射されて散乱する。散乱したレーザ光８は、
集光部３において受信され受信光１１となって受信検出
器４へ注入され、受信検出器４において電気信号１２に
変換される。受信検出器４にて出力される電気信号１２
（出力値Ｉ）は、測定する大気中の粒子の濃度をβ、受
信検出器４の感度をＲとすると、
【００１６】
【数１】
【００１７】で表される。（１）式において、ＴH は送
信したレーザ光の大気透過率およびレーザレーダ装置と
大気中の粒子までの距離に関わる項、ＴS は集光部の透
過率である。レーザ発生器１で発生するレーザ光６の出
力値が温度変化や経時劣化等の原因によりＥ’に変化
し、同様に受信検出器４の感度もＲ’に変化したとき、
受信検出器４にて出力される電気信号Ｉ’は（２）式に
より与えられる。
信したレーザ光の大気透過率およびレーザレーダ装置と
大気中の粒子までの距離に関わる項、ＴS は集光部の透
過率である。レーザ発生器１で発生するレーザ光６の出
力値が温度変化や経時劣化等の原因によりＥ’に変化
し、同様に受信検出器４の感度もＲ’に変化したとき、
受信検出器４にて出力される電気信号Ｉ’は（２）式に
より与えられる。
【００１８】
【数２】
【００１９】（２）式をβについて解くと、
【００２０】
【数３】
【００２１】となる。レーザ光６の出力値のＥ’への変
化や、受信検出器４の感度のＲ’への変化が計測できな
い場合には、これらの値は、出力値Ｅ及び感度Ｒのまま
であると仮定して濃度βの算出が為されるため、レーザ
レーダ装置の観測結果である濃度βは真値からずれるこ
ととなる。
化や、受信検出器４の感度のＲ’への変化が計測できな
い場合には、これらの値は、出力値Ｅ及び感度Ｒのまま
であると仮定して濃度βの算出が為されるため、レーザ
レーダ装置の観測結果である濃度βは真値からずれるこ
ととなる。
【００２２】この発明に係る校正装置２を内蔵するレー
ザレーダ装置は、レーザ発生器１からのレーザ光６の一
部を校正装置２において取り出しており、この抽出率を
ｋとすると（校正装置において取り出したレーザ光の出
力値をｋＥ’とすると）、校正用レーザ光９によって受
信検出器４から出力される電気信号Ｊ’は、
ザレーダ装置は、レーザ発生器１からのレーザ光６の一
部を校正装置２において取り出しており、この抽出率を
ｋとすると（校正装置において取り出したレーザ光の出
力値をｋＥ’とすると）、校正用レーザ光９によって受
信検出器４から出力される電気信号Ｊ’は、
【００２３】
【数４】
【００２４】となる。（４）式をＥ’×Ｒ’について解
き、（３）式に代入すると、
き、（３）式に代入すると、
【００２５】
【数５】
【００２６】となる。したがって、濃度βの算出におい
ては、抽出率ｋがレーザレーダ装置による観測期間前に
既知であり、さらに電気信号Ｊ’をレーザレーダ装置に
よる観測期間中に受信検出器４からの電気信号出力１２
として取得できていればよく、レーザ発生器１の出力変
化と受信検出器の感度変化は計測されなくても良いこと
となる。また、校正装置２から、校正用レーザ光９の代
りに校正用レーザ光１０を出力して集光部３に注入する
場合には、集光部の透過率ＴS の劣化についても校正す
ることが可能となる。
ては、抽出率ｋがレーザレーダ装置による観測期間前に
既知であり、さらに電気信号Ｊ’をレーザレーダ装置に
よる観測期間中に受信検出器４からの電気信号出力１２
として取得できていればよく、レーザ発生器１の出力変
化と受信検出器の感度変化は計測されなくても良いこと
となる。また、校正装置２から、校正用レーザ光９の代
りに校正用レーザ光１０を出力して集光部３に注入する
場合には、集光部の透過率ＴS の劣化についても校正す
ることが可能となる。
【００２７】図２は、レーザ光６の出力（図２（ａ））
と電気信号１２（図２（ｂ））のタイミング図である。
レーザ発生器１から出力されるパルス状のレーザ光６
（出力値Ｅ’）とほぼ同時刻ｔ０において校正用電気信
号Ｓ１（出力値Ｊ’）が受信検出器４から出力される。
一方、大気中の粒子５に当たって散乱したレーザ光８は
レーザレーダ装置と大気中の粒子５との距離に応じて時
間的に遅延して受信され、受信検出器４から観測電気信
号Ｓ２として出力される。観測電気信号Ｓ２の受信開始
時刻ｔ２から受信終了時刻ｔ３の期間を校正用電気信号
Ｓ１の出力期間（ｔ０からｔ１の期間）〜分離すること
により、校正用電気信号Ｓ１と観測電気信号Ｓ２を取得
することができる。
と電気信号１２（図２（ｂ））のタイミング図である。
レーザ発生器１から出力されるパルス状のレーザ光６
（出力値Ｅ’）とほぼ同時刻ｔ０において校正用電気信
号Ｓ１（出力値Ｊ’）が受信検出器４から出力される。
一方、大気中の粒子５に当たって散乱したレーザ光８は
レーザレーダ装置と大気中の粒子５との距離に応じて時
間的に遅延して受信され、受信検出器４から観測電気信
号Ｓ２として出力される。観測電気信号Ｓ２の受信開始
時刻ｔ２から受信終了時刻ｔ３の期間を校正用電気信号
Ｓ１の出力期間（ｔ０からｔ１の期間）〜分離すること
により、校正用電気信号Ｓ１と観測電気信号Ｓ２を取得
することができる。
【００２８】図３は、この発明の実施の形態１に係る校
正装置２の内部構成図である。図３において、１３は校
正用レーザ抽出部、１５は光ファイバカブラ、１６は必
要に応じて組込むレーザ光減衰器、１４は校正用レーザ
導入部、１５は光ファイバケーブルである。図３におい
て、校正用レーザ抽出部１３は、レーザ発生器１から出
力されるレーザ光６を光ファイバカプラ１５により取り
出す。光ファイバカプラ１５により取り出した校正用レ
ーザ光１８が受信検出器４に注入する光量として大きす
ぎる場合にはレーザ光減衰器１６を通過させて所定レベ
ルに減衰した校正用レーザ光１９を得る。校正用レーザ
導入部１４は、校正用レーザ抽出部１３からの校正用レ
ーザ光１９を光ファイバケーブル１７を介して校正用レ
ーザ光９として、受信検出器４に伝送する。集光部３を
含めて校正を行う場合には、校正用レーザ光９の代りに
校正用レーダ光１０を集光部３へ伝送し、集光部３にお
いて集光したのち、受信検出器４へ出力する。校正用レ
ーザ光９または校正用レーザ光１０は、受信検出器４に
おいて電気信号１２に変換されたのち出力される。
正装置２の内部構成図である。図３において、１３は校
正用レーザ抽出部、１５は光ファイバカブラ、１６は必
要に応じて組込むレーザ光減衰器、１４は校正用レーザ
導入部、１５は光ファイバケーブルである。図３におい
て、校正用レーザ抽出部１３は、レーザ発生器１から出
力されるレーザ光６を光ファイバカプラ１５により取り
出す。光ファイバカプラ１５により取り出した校正用レ
ーザ光１８が受信検出器４に注入する光量として大きす
ぎる場合にはレーザ光減衰器１６を通過させて所定レベ
ルに減衰した校正用レーザ光１９を得る。校正用レーザ
導入部１４は、校正用レーザ抽出部１３からの校正用レ
ーザ光１９を光ファイバケーブル１７を介して校正用レ
ーザ光９として、受信検出器４に伝送する。集光部３を
含めて校正を行う場合には、校正用レーザ光９の代りに
校正用レーダ光１０を集光部３へ伝送し、集光部３にお
いて集光したのち、受信検出器４へ出力する。校正用レ
ーザ光９または校正用レーザ光１０は、受信検出器４に
おいて電気信号１２に変換されたのち出力される。
【００２９】校正用レーザ導入部１４における光ファイ
バケーブル１７の長さを所定の長さにすることによっ
て、図４に示すようにレーザ発生器１のレーザ発生時点
ｔ４と受信検出器４の校正用電気信号Ｓ１の開始時点ｔ
０をずらすことが可能であり、この場合、レーザ発生期
間においてレーザ発生器１から受信検出器４へ伝播する
ノイズと校正用電気信号Ｓ１を分離することができる。
バケーブル１７の長さを所定の長さにすることによっ
て、図４に示すようにレーザ発生器１のレーザ発生時点
ｔ４と受信検出器４の校正用電気信号Ｓ１の開始時点ｔ
０をずらすことが可能であり、この場合、レーザ発生期
間においてレーザ発生器１から受信検出器４へ伝播する
ノイズと校正用電気信号Ｓ１を分離することができる。
【００３０】また、図５に示すように、校正用レーザ導
入部１４は校正用レーザ光１９を分岐する光ファイバカ
プラ２０、２本の光ファイバケーブル２１、光ファイバ
ケーブル２２で構成することもできる。この２本の光フ
ァイバケーブルを異なる長さとしておくことにより、光
ファイバケーブルの光伝播の減衰率（以下、単に減衰率
という）の経時変化や、レーザレーダ装置を宇宙空間で
使用する場合に生じる光ファイバケーブルの減衰率の放
射線劣化等を計測することができる。説明の便宜上、光
ファイバケーブル２１を短い方、光ファイバケーブル２
２を長い方とする。光ファイバケーブル２１の出力する
校正用レーザ光２３（または校正用レーザ光２５）と光
ファイバケーブル２２の出力する校正用レーザ光２４
（または校正用レーザ光２６）は、受信検出器４におい
て変換されて、それぞれ校正用電気信号Ｓ１ａ（図６参
照）と校正用電気信号Ｓ１ｂ（図６参照）となる。なお
図５では校正用レーザ光２５，２６は集光部３に集光さ
れるようになっている。図６に示すように、校正用電気
信号Ｓ１ａと校正用電気信号Ｓ１ｂは、時間的に遅延し
て発生し、かつ出力値は光ファイバケーブルの長さに応
じた減衰を受けたものとなっている（図６において出力
値Ｊ’１はＪ’２よりも大きいとしている）。光ファイ
バケーブル２１および光ファイバケーブル２２におい
て、長さに依存する減衰率の変化が生じる場合には、出
力値Ｊ’１とＪ’２の変化についても長さに依存するこ
ととなり、出力値Ｊ’１とＪ’２の変化の差によって、
光ファイバケーブルの減衰率の変化を把握することがで
きる。
入部１４は校正用レーザ光１９を分岐する光ファイバカ
プラ２０、２本の光ファイバケーブル２１、光ファイバ
ケーブル２２で構成することもできる。この２本の光フ
ァイバケーブルを異なる長さとしておくことにより、光
ファイバケーブルの光伝播の減衰率（以下、単に減衰率
という）の経時変化や、レーザレーダ装置を宇宙空間で
使用する場合に生じる光ファイバケーブルの減衰率の放
射線劣化等を計測することができる。説明の便宜上、光
ファイバケーブル２１を短い方、光ファイバケーブル２
２を長い方とする。光ファイバケーブル２１の出力する
校正用レーザ光２３（または校正用レーザ光２５）と光
ファイバケーブル２２の出力する校正用レーザ光２４
（または校正用レーザ光２６）は、受信検出器４におい
て変換されて、それぞれ校正用電気信号Ｓ１ａ（図６参
照）と校正用電気信号Ｓ１ｂ（図６参照）となる。なお
図５では校正用レーザ光２５，２６は集光部３に集光さ
れるようになっている。図６に示すように、校正用電気
信号Ｓ１ａと校正用電気信号Ｓ１ｂは、時間的に遅延し
て発生し、かつ出力値は光ファイバケーブルの長さに応
じた減衰を受けたものとなっている（図６において出力
値Ｊ’１はＪ’２よりも大きいとしている）。光ファイ
バケーブル２１および光ファイバケーブル２２におい
て、長さに依存する減衰率の変化が生じる場合には、出
力値Ｊ’１とＪ’２の変化についても長さに依存するこ
ととなり、出力値Ｊ’１とＪ’２の変化の差によって、
光ファイバケーブルの減衰率の変化を把握することがで
きる。
【００３１】
【発明の効果】第１の発明によれば、レーザレーダ装置
による観測期間中において、レーザ発生器の出力値と受
信検出器の感度をそれぞれ取得することなく、レーザ発
生器の出力値と受信検出器の感度を校正することができ
る。
による観測期間中において、レーザ発生器の出力値と受
信検出器の感度をそれぞれ取得することなく、レーザ発
生器の出力値と受信検出器の感度を校正することができ
る。
【００３２】第２の発明によれば、レーザレーダ装置に
よる観測期間中において、レーザ発生器の出力値と集光
部の透過率および受信検出器の感度を、それぞれ取得す
ることなく、レーザ発生器の出力値と集光部の透過率お
よび受信検出器の感度を校正することができる。
よる観測期間中において、レーザ発生器の出力値と集光
部の透過率および受信検出器の感度を、それぞれ取得す
ることなく、レーザ発生器の出力値と集光部の透過率お
よび受信検出器の感度を校正することができる。
【００３３】第３の発明によれば、校正用レーザ光を受
信検出器に入力する前に所定レベルに減衰することが可
能である。
信検出器に入力する前に所定レベルに減衰することが可
能である。
【００３４】第４の発明によれば、校正用レーザ光の伝
播を時間的に遅延することができ、レーザ光発生時点と
受信検出器出力時点を時間的に分離することができる。
播を時間的に遅延することができ、レーザ光発生時点と
受信検出器出力時点を時間的に分離することができる。
【００３５】第５の発明によれば、校正用レーザ光を伝
播させる光ファイバケーブルの劣化を計測することがで
きる。
播させる光ファイバケーブルの劣化を計測することがで
きる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る校正装置を内
蔵したレーザレーダ装置の全体構成図である。
蔵したレーザレーダ装置の全体構成図である。
【図２】 図１の校正装置を内蔵したレーザレーダ装置
のレーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力のタイ
ミングを示す図である。
のレーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力のタイ
ミングを示す図である。
【図３】 図１の校正装置の内部構成図である。
【図４】 光ファイバケーブルを所定長とした場合のレ
ーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力のタイミン
グを示す図である。
ーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力のタイミン
グを示す図である。
【図５】 ２本の光ファイバケーブルを用いた場合の校
正用レーザ光導入部の内部構成図である。
正用レーザ光導入部の内部構成図である。
【図６】 図５の校正用レーザ光導入部を用いた場合の
レーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力の波形を
示す図である。
レーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力の波形を
示す図である。
１ レーザ発生器、２ 校正装置、３ 集光部、４ 受
信検出器、５ 大気中の粒子、６ レーザ光、７ 観測
レーザ光、８ 散乱したレーザ光、９，１０，１８，１
９ 校正用レーザ光、１１ 受信光、１２ 電気信号、
１３ 校正用レーザ抽出部、１４ 校正用レーザ導入
部、１５，２０ 光ファイバカプラ、１６レーザ光減衰
器、１７，２１，２２ 光ファイバケーブル、２３，２
４，２５，２６ 校正用レーザ光。
信検出器、５ 大気中の粒子、６ レーザ光、７ 観測
レーザ光、８ 散乱したレーザ光、９，１０，１８，１
９ 校正用レーザ光、１１ 受信光、１２ 電気信号、
１３ 校正用レーザ抽出部、１４ 校正用レーザ導入
部、１５，２０ 光ファイバカプラ、１６レーザ光減衰
器、１７，２１，２２ 光ファイバケーブル、２３，２
４，２５，２６ 校正用レーザ光。
Claims (5)
- 【請求項１】 大気にレーザ光を照射し、散乱したレー
ザ光を集光した後、受信検出器により受信して大気中の
粒子の濃度を観測するレーザレーダ装置にお、おいてレ
ーザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り出す校
正用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部により取
り出されたレーザ光を光伝送路を通して受信検出器に注
入する校正用レーザ導入部とを有し、前記校正用レーザ
導入部から注入されたレーザ光を前記受信検出器におい
て電気信号に変換し、その電気信号を校正データとして
用いることにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受
信検出器の感度を校正するための校正装置を設けたこと
を特徴とするレーザレーダ装置。 - 【請求項２】 大気にレーザ光を照射し、散乱したレー
ザ光を集光した後、受信検出器により受信して大気中の
粒子の濃度を観測するレーザレーダ装置において、レー
ザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り出す校正
用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部により取り
出されたレーザ光を光伝送路を通してレーザレーダ装置
の集光部に注入する校正用レーザ導入部とを有し、前記
校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記集光
部において集光した後、前記受信検出器において電気信
号に変換し、その電気信号を校正データとして用いるこ
とにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受信検出器
の感度を校正するための校正装置を設けたことを特徴と
するレーザレーダ装置。 - 【請求項３】 前記校正用レーザ抽出部は、取り出した
レーザ光を前記校正用レーザ導入部へ入れる前に、所定
の振幅レベルに減衰するレーザ光減衰器を含むことを特
徴とする請求項１、２のいずれかに記載のレーザレーダ
装置。 - 【請求項４】 前記校正用レーザ導入部の光伝送路は、
光ファイバケーブルにより構成し、前記光ファイバケー
ブルを所定長さとすることにより、レーザ光の伝播を時
間的に遅延し、レーザ光発生時点と受信検出器出力時点
を分離することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のレーザレーダ装置に内蔵する校正装置。 - 【請求項５】 前記校正用レーザ導入部の光伝送路は、
長さの異なる２本の光ファイバケーブルにより構成し、
前記光伝送路の光伝播の減衰率の劣化を検出することを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザレー
ダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9167138A JPH1114752A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | レーザレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9167138A JPH1114752A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | レーザレーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114752A true JPH1114752A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15844139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9167138A Pending JPH1114752A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | レーザレーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114752A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343132A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Toshiba Corp | 気象レーダ装置 |
| JP2018087808A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-06-07 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ． | レーザ粒子センサの視覚安全性のための装置および方法 |
| CN112236685A (zh) * | 2018-04-09 | 2021-01-15 | 创新科技有限公司 | 具有内部光校准的激光雷达系统和方法 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP9167138A patent/JPH1114752A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343132A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Toshiba Corp | 気象レーダ装置 |
| JP2018087808A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-06-07 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ． | レーザ粒子センサの視覚安全性のための装置および方法 |
| CN112236685A (zh) * | 2018-04-09 | 2021-01-15 | 创新科技有限公司 | 具有内部光校准的激光雷达系统和方法 |
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