基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風方法及測風雷達與流程
2023-10-17 16:26:24
本發明涉及風力風向測試技術領域，尤其涉及一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風方法及測風雷達。
背景技術：
風能作為清潔可再生能源，逐漸受世界各國的重視，催生了風力發電裝機容量的迅速發展。但風力發電會受風速風向隨機變化不利影響，包括風向變化帶來的風機偏航問題與風速變化帶來的功率波動問題，因此如何對風力風向的實時測量技術是實現高效能、高安全性風力發電的關鍵。
目前測風設備主要分為兩大類型：傳統的風杯風標式風速風向儀和新型的雷射測風雷達。與傳統的風杯風標式風速風向儀相比，新型的雷射測風雷達不僅具有測試精度高、響應速度快的特點，還可實現對風速風向的非接觸遙測，便於避開風機槳葉的幹擾，同時雷射測風雷達波長較短，探測光可被空氣中的粉塵、氣溶膠等粒子反射，更適用于晴空條件下的高精度實時風速風向測量，因此，新型的雷射測風雷達已得到廣泛應用。
現有的雷射測風雷達按照工作機制可分為脈衝式和連續波兩類。由於與脈衝式雷射測風雷達相比，連續波雷射測風雷達具有測試精度高、測試盲區小、成本低以及穩定性好等諸多優點，因此，其已成為目前風力發電機前方風速風向的實時檢測的主要技術手段。
但是目前連續光雷射雷達存在以下問題：
1.系統結構複雜，一般需採用光學外差幹涉方式實現，光路至少需要參考光路和探測光路，如果需進一步對風速矢量多方向測量，光路更加複雜，成本較高。
2.光路元器件眾多，即使採用鍍膜工藝，楔角設計或傾斜安裝等，不可避免帶來額外損耗。
3.雷射器光源是測風系統的主要成本來源。由於測風系統對都卜勒頻移的提取精度與散射光線寬密切相關，因此一般需窄線寬的雷射器光源，大幅提高了相關成本。
4.由於風場中風際線採用非定點測量的機制，因此需要存在大量機械運動(掃描)元件，系統可靠性差。
技術實現要素：
針對現有技術中的問題，本發明提供一種基於外界反饋光反饋回雷射器諧振腔內形成的雷射自混合效應，利用偏振分光同時檢測方式或者偏振分時檢測方式進行檢測的連續波雷射矢量測風方法及基於該方法的測風雷達。
為實現以上技術目的，本發明的一個技術方案是：
一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風方法，具體步驟包括：
a.雷射器出射雷射經偏振片形成線偏振光；
b.線偏振光經偏振分束器形成偏振方向互相正交的兩束線偏振光，兩束線偏振光的偏振方向與線偏振光的偏振方向之間的夾角均為45度；
c.兩束線偏振光分別經兩個輸出光路同時投射到同一待測均勻風場中後返回，所述兩束線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度；
d.返回的攜帶有兩個矢量方向的風速信息的兩束線偏振光合束後反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有在不同偏振方向形成的雷射自混合信號分量；
e.探測雷射自混合信號並對其分析處理得出兩個矢量方向上的風速信息，然後再對兩個矢量方向上的風速信息進行合成，即可得出實際的風速信息和風向信息。
作為改進，所述步驟c中兩個輸出光路上均設有擴束望遠系統。
基於上述測風方法的測風雷達，包括雷射器、偏振片、偏振分束器、第一分束器、第二分束器、第一探測器、第二探測器和數據處理單元，所述雷射器出射雷射，所述雷射經偏振片形成初始線偏振光，所述初始線偏振光經偏振分束器分成第一線偏振光和第二線偏振光，所述第一線偏振光的偏振方向與第二線偏振光的偏振方向互相正交且兩者與初始線偏振光的偏振方向之間的夾角均為45度，所述第一線偏振光和第二線偏振光投射到待測均勻風場中後返回，所述第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度，返回的第一線偏振光和第二線偏振光沿原路反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有第一線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量和第二線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量，第一線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量和第二線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量分別經第一分束器和第二分束器反饋到第一探測器和第二探測器中，第一探測器和第二探測器分別將自己接收到的雷射自混合信號分量轉換成電信號後輸出，數據處理單元對輸出的兩組電信號分別進行處理分析得出兩個矢量方向的風速信息，然後再對兩個矢量方向的風速信息進行合成即可得到實際的風速和風向信息。
作為改進，所述第一線偏振光和第二線偏振光分別通過第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統投射到待測均勻風場中。
作為優選，所述第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統均為反射式擴束望遠系統或者透射式擴束望遠系統。
作為優選，所述偏振分束器採用布魯斯特窗口片或者沃拉斯頓稜鏡。
作為優選，所述雷射器為半導體雷射器、光纖雷射器、固體雷射器或者氣體雷射器。
為實現以上技術目的，本發明的另一個技術方案是：
一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風方法，具體步驟包括：
a.雷射器出射雷射經偏振片形成初始線偏振光；
b.初始線偏振光進入延時裝置，通過控制延時裝置的延時量使得線偏振光的偏振方向交替出現0度偏轉或者90度偏轉；
c.偏振方向交替改變的線偏振光經偏振分束器分成偏振方向0度偏轉的線偏振光和偏振方向90度偏轉的線偏振光，兩束線偏振光分別經兩個輸出光路同時投射到同一待測均勻風場中後返回，所述兩束線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度；
d.返回的攜帶有兩個矢量方向的風速信息的兩束線偏振光合束後反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有在不同偏振方向形成的雷射自混合信號分量；
e.探測雷射自混合信號並對其分析處理得出兩個矢量方向上的風速信息，然後再對兩個矢量方向上的風速信息進行合成，即可得出實際的風速信息和風向信息。
作為改進，所述步驟c中兩個輸出光路上均設有擴束望遠系統。
基於上述測風方法的測風雷達,包括雷射器、偏振片、電控延時器、偏振分束器、探測器和數據處理單元，所述雷射器出射雷射，所述雷射經偏振片形成初始線偏振光，所述初始線偏振光經電控延時器形成偏振方向分時出現0度偏轉和90度偏轉的偏轉線偏振光，偏轉線偏振光經偏振分束器分成偏振方向0度偏轉的第一線偏振光和偏振方向90度偏轉的第二線偏振光，所述第一線偏振光和第二線偏振光投射到待測均勻風場中後返回，所述第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度，返回的第一線偏振光和第二線偏振光沿原路反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有第一線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量和第二線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量且這兩種信號分量分時出現，探測器接收雷射自混合信號並將其轉換成電信號輸出，數據處理單元對輸出的電信號進行處理分析得出兩個矢量方向的風速信息，然後再對兩個矢量方向的風速信息進行合成即可得到實際的風速和風向信息。
作為改進，所述第一線偏振光和第二線偏振光分別通過第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統投射到待測均勻風場中。
作為優選，所述第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統均為反射式擴束望遠系統或者透射式擴束望遠系統。
作為優選，所述偏振分束器採用布魯斯特窗口片或者沃拉斯頓稜鏡。
作為優選，所述雷射器為半導體雷射器、光纖雷射器、固體雷射器或者氣體雷射器。
從以上描述可以看出，本發明具備以下優點：
1.本發明所述的測風雷達只需單一光路，大大簡化了整個系統體積、複雜度和成本，提高系統的收集光效率。
2.本發明所述的測風雷達採用全光學元件，無任何機械運動元件，大幅度提高了測風系統的穩定性、可靠性和魯棒性。
3.由於反饋光返回雷射器腔內時，會改變雷射器穩態條件，可進一步壓縮雷射器線寬，同時雷射自混合效應相關距離理論上不受雷射器線寬影響，因此偏振反饋雷射自混合測風系統對雷射器光源線寬要求大大降低，不同類型雷射器光源均可實現高精度測風。
附圖說明
圖1是本發明矢量測量原理示意圖；
圖2是三鏡腔理論模型示意圖；
圖3是風速合成示意圖；
圖4是本發明實施例1的結構示意圖；
圖5是本發明實施例1的雷射傳輸方向和雷射偏振方向的示意圖；
圖6是本發明實施例2的結構示意圖；
圖7是本發明實施例2的雷射傳輸方向和雷射偏振方向的示意圖。
具體實施方式
本發明基於雷射都卜勒測速原理，但由於雷射都卜勒信號只能測量光束方向的速度，即將其應用在測量風速的場合時只能測量光束方向的風速，無法直接獲得風向數據。因此，本發明擬採用一種矢量測量的方法對風速和風向進行測量，下面結合圖1對採用的矢量測量方法進行說明。
如圖1所示，為基於矢量測量方法的風速合成示意圖。該矢量測量方法，先探測兩個矢量方向上的風速分量，再對探測到的兩個分量進行合成，從而獲得實際的風速和風向。
基於上述矢量測量方法，本發明結合雷射偏振效應、雷射自混合效應對風向進行測量，具體測量原理為：
(1)基於雷射偏振效應，利用不同偏振態的雷射分別對不同矢量方向上的風速分量進行測量；
(2)基於雷射的自混合效應利用雷射對每個矢量方向上的風速分量進行測量，其方法為：將雷射投射到待測風場中，投射到待測風場中的氣溶膠粒子上的雷射形成後向散射並返回，返回雷射反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，通過對雷射自混合信號進行功率分析，即可得到氣溶膠粒子的後向散射信息從而獲得氣溶膠粒子的移動信息，通過氣溶膠粒子的移動信息即可分析出風速信息；
(3)最後基於矢量測量方法，將兩個矢量方向上測得的風速分量進行合成即可得到實際的風速和風向信息。
基於上述測量原理，建立理論模型進行理論推導，以論證本發明的可行性。具體推導過程如下：
如圖2所示，三鏡腔理論模型中，將雷射器內部等效成一個由前後兩端面m1、m2組成的腔結構，反射係數分別為r1、r2，輸出雷射由外部大氣氣溶膠顆粒後向散射回雷射腔內，其中，大氣氣溶膠等效成外部反射面m3，由於大氣對雷射的吸收、散射等都會導致雷射能量的衰減，最終返回雷射器的信號大功率可表示為：
p＝p0ηoηt[t(r)]2(cβ/2)(ar/r2)式(1)
式(1)中，p0為雷射初始出射功率，ηo為光學系統(含擴束、準直系統等)的透過效率，ηt為雷射束通過光學系統的截斷損失(插入損耗)，
ar＝πd2/4為擴束望遠系統的接收截面，d為擴束望遠系統的；β為氣溶膠的後向散射係數；t(r)為傳輸距離為r處的大氣透過率。
均勻大氣的條件下，大氣透過率遵從比爾-朗伯定律，可表示為：
式(2)中，α(r)是任意距離r處的大氣消光係數，包含大氣分子和氣溶膠兩方面影響。三鏡腔理論中的外部反射率r3可等效為：
r3＝ηoηt[t(r)]2(cβ/2)(ar/r2)式(3)
根據雷射穩態條件，因此相位φ(v)偏離量δφ(v)的值應等於0，即：
其中α是雷射器的線寬展寬因子，v0，v分別是無反饋光時和有反饋光時雷射器的雷射頻率，ξ表示反饋光對雷射器內腔的耦合係數，且有內腔和外腔時延分別為τd(＝2n0d/c)(n0為雷射器內部折射率)和τr(＝2r/c)。
根據雷射器的輸出功率與雷射器的增益和頻率的關係可得雷射器輸出功率表達式如下：
p＝p0[1+m×cos(φext)]式(5)
其中，φext(＝4πvr/c)是往返腔鏡m2-m3的相位，m為調製係數。
在實際測量中，速度與自混合信號頻移量δf關係式如下：
在本系統中，由p光和s光(p光和s光為互相正交的不同偏振方向的雷射分量)分別測得兩個不同方向的風速分別為
如圖3所示，則實際風速可表示為：
θ為p光和s光之間夾角。由幾何關係可得出vcosα-vpcosθ＝vs，則實際風向與s光夾角α可表示為：
由於同一束雷射的偏振態控制方法可以採用同時不同偏振態控制或者分時不同偏振態控制兩種方式，因此基於上述理論基礎可以形成如下兩種測風方法。
第一種測風方法為：
一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風方法，具體步驟包括：
a.雷射器出射雷射經偏振片形成線偏振光；
b.線偏振光經偏振分束器形成偏振方向互相正交的兩束線偏振光，兩束線偏振光的偏振方向與線偏振光的偏振方向之間的夾角均為45度；
c.兩束線偏振光分別經兩個輸出光路同時投射到同一待測均勻風場中後返回，所述兩束線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度；
d.返回的攜帶有兩個矢量方向的風速信息的兩束線偏振光合束後反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有在不同偏振方向形成的雷射自混合信號分量；
e.探測雷射自混合信號並對其分析處理得出兩個矢量方向上的風速信息，然後再對兩個矢量方向上的風速信息進行合成，即可得出實際的風速信息和風向信息。
其中，步驟c中的兩個輸出光路上還可以增設擴束望遠系統，使得線偏振光投射到風場前進行擴束，以增加光束的覆蓋角度，從而獲得足夠多的氣溶膠粒子後向散射信息。
本方法中利用偏振分束器在同一時段內將線偏振光分為兩種不同偏振態的線偏振光，兩種不同偏振態的線偏振光沿不同的輸出光路輸出，從而實現對兩個矢量方向上的風速進行測量。
第二種測風方法為：
一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風方法，具體步驟包括：
a.雷射器出射雷射經偏振片形成初始線偏振光；
b.初始線偏振光進入延時裝置，通過控制延時裝置的延時量使得線偏振光的偏振方向交替出現0度偏轉或者90度偏轉；
c.偏振方向交替改變的線偏振光經偏振分束器分成偏振方向0度偏轉的線偏振光和偏振方向90度偏轉的線偏振光，兩束線偏振光分別經兩個輸出光路同時投射到同一待測均勻風場中後返回，所述兩束線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度；
d.返回的攜帶有兩個矢量方向的風速信息的兩束線偏振光合束後反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有在不同偏振方向形成的雷射自混合信號分量；
e.探測雷射自混合信號並對其分析處理得出兩個矢量方向上的風速信息，然後再對兩個矢量方向上的風速信息進行合成，即可得出實際的風速信息和風向信息。
其中，步驟c中的兩個輸出光路上還可以增設擴束望遠系統，使得線偏振光投射到風場前進行擴束，以增加光束的覆蓋角度，從而獲得足夠多的氣溶膠粒子後向散射信息。
本方法中利用延時裝置使得線偏振光在不同時段內的偏振方向不同即產生偏振態分時變化的線偏振光，偏振態分時變化的線偏振光經過偏振分束器後，不同偏振態的線偏振光分別通過不同的輸出光路輸出，從而實現對兩個矢量方向上的風速進行測量。
下面結合圖4和圖5，詳細說明本發明的實施例1，但不對本發明的權利要求做任何限定。
如圖4所示，一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風雷達，包括雷射器、偏振片、偏振分束器、第一分束器、第二分束器、第一探測器、第二探測器和數據處理單元；
雷射器出射的雷射經偏振片形成初始線偏振光，初始線偏振光再經偏振分束器分成第一線偏振光和第二線偏振光，第一線偏振光的偏振方向與第二線偏振光的偏振方向互相正交且兩者與初始線偏振光的偏振方向之間的夾角均為45度，第一線偏振光和第二線偏振光投射到待測均勻風場中後返回，第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度，返回的分別攜帶有兩個矢量方向風速信號的第一線偏振光和第二線偏振光沿原路反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，此時的雷射自混合信號包含有第一線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量和第二線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量，第一線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量和第二線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量分別經第一分束器和第二分束器分別反饋到第一探測器和第二探測器中，第一探測器和第二探測器分別將自己接收到的雷射自混合信號分量轉換成電信號後輸出，數據處理單元對輸出的兩組電信號分別進行處理分析得出兩個矢量方向的風速信息，然後再對兩個矢量方向的風速信息進行合成即可得到實際的風速和風向信息；
進一步地，為了提高投向風場中的光束覆蓋角度(即提高測量覆蓋角度)，在第一線偏振光和第二線偏振光的輸出光路上最好分別設置第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統，利用第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統對第一線偏振光和第二線偏振光進行擴束，此時，第一分束器和第二分束器最好分別設置在所述偏振分束器分別與第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統形成的兩個光路上。
本實施例中：
(1)第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度可以通過設置第一線偏振光的投射光路和第二線偏振光的投射光路實現。例如：a.如圖4所示，可以將第一線偏振光的投射光路(偏振分束器——第一分束器——第一擴束望遠系統的光路)與第二線偏振光的投射光路(偏振分束器——第二分束器——第二擴束望遠系統的光路)之間的夾角設置為小於90度；b.也可以將第一線偏振光的投射光路(偏振分束器——第一分束器——第一擴束望遠系統的光路)與第二線偏振光的投射光路(偏振分束器——第二分束器——第二擴束望遠系統的光路)之間的夾角設置為大於90度，然後再在第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統後續的光路上分別設置一個反射器，通過兩個反射器將兩束線偏振光反射到風場中，從而保證第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度。
(2)偏振分束器可以採用布魯斯特窗口片或者沃拉斯頓稜鏡，也可以採用偏振分束鏡或者方解石光束偏移器，採用後者的兩種時需要結合反射光路使用。
(3)第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統均可以採用反射式擴束望遠系統(如牛頓型望遠系統、格裡高利型望遠系統、卡塞格林型望遠系統等)或者透射式擴束望遠系統(克卜勒型望遠系統、伽利略型望遠系統等)，圖2中第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統均採用的是伽利略型望遠系統。
(4)雷射光源可以採用半導體雷射器、光纖雷射器、固體雷射器或者氣體雷射器等多種類型的雷射器。
(5)數據處理單元至少包括數據採集部分(採集由兩個矢量方向上的光信號轉換成的電信號，即兩路電信號)和數據處理部分(對兩路電信號分別進行處理分析後，再將分析結果根據矢量原理合成)。
如圖5所示，為實施例1的雷射傳輸方向和雷射偏振方向的示意圖，圖中光路上的箭頭表示雷射傳輸方向，實線代表出射光的傳輸方向，虛線代表返回光的傳輸方向，圓圈內的箭頭表示相應光路上的光偏振方向。
下面結合圖6和圖7，詳細說明本發明的實施例2，但不對本發明的權利要求做任何限定。
如圖6所示，一種基於偏振效應和自混合效應的雷射矢量測風雷達包括雷射器、偏振片、電控延時器、偏振分束器、探測器和數據處理單元，所述雷射器出射雷射，所述雷射經偏振片形成初始線偏振光，所述初始線偏振光經電控延時器形成偏振方向分時出現0度偏轉和90度偏轉的偏轉線偏振光，偏轉線偏振光經偏振分束器分成偏振方向0度偏轉的第一線偏振光和偏振方向90度偏轉的第二線偏振光，所述第一線偏振光和第二線偏振光投射到待測均勻風場中後返回，第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度，返回的第一線偏振光和第二線偏振光沿原路反饋回雷射器諧振腔內形成雷射自混合信號，所述雷射自混合信號包含有第一線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量和第二線偏振光偏振方向的雷射自混合信號分量且這兩種信號分量分時出現，探測器接收雷射自混合信號並將其轉換成電信號輸出，數據處理單元對輸出的電信號進行處理分析得出兩個矢量方向的風速信息，然後再對兩個矢量方向的風速信息進行合成即可得到實際的風速和風向信息。
進一步地，為了提高投向風場中的光束覆蓋角度(即提高測量覆蓋角度)，在第一線偏振光和第二線偏振光的輸出光路上分別設置第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統，利用第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統對第一線偏振光和第二線偏振光進行擴束。
本實施例中：
(1)可以通過設置電控延時器的延遲量改變初始線偏振光的偏振態，即以電控方式控制延時器的延遲量在0與半波長之間切換，從而導致經過延時器輸出的線偏振光的偏轉方向出現0度偏轉與90度偏轉，由於延時器的延遲量在0與半波長之間切換，那麼線偏振光的0度偏轉與90度偏轉分時出現，即在不同的時間區間內線偏振光的偏振方向不同。當將偏轉方向分時改變的線偏振光通過偏振分束器時，不同偏振方向的線偏振光會沿不同的輸出光路輸出，從而實現從兩個矢量方向對風場進行測量。
(2)第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度可以通過設置第一線偏振光的投射光路和第二線偏振光的投射光路實現。例如：a.如圖6所示，可以將第一線偏振光的投射光路(偏振分束器——第一擴束望遠系統的光路)與第二線偏振光的投射光路(偏振分束器——第二擴束望遠系統構成的光路)之間的夾角設置為小於90度；b.也可以將第一線偏振光的投射光路(偏振分束器——第一擴束望遠系統的光路)與第二線偏振光的投射光路(偏振分束器——第二擴束望遠系統的光路)之間的夾角設置為大於90度，然後再在第一擴束望遠系統與第二擴束望遠系統後續的光路上分別設置一個反射器，通過兩個反射器將兩束線偏振光反射到風場中，從而保證第一線偏振光的投射方向與第二線偏振光的投射方向之間的夾角小於90度。
(3)偏振分束器可以採用布魯斯特窗口片或者沃拉斯頓稜鏡，也可以採用偏振分束鏡或者方解石光束偏移器，採用後者的兩種時需要結合反射光路使用。
(4)第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統均可以採用反射式擴束望遠系統(如牛頓型望遠系統、格裡高利型望遠系統、卡塞格林型望遠系統等)或者透射式擴束望遠系統(克卜勒型望遠系統、伽利略型望遠系統等)，圖4中第一擴束望遠系統和第二擴束望遠系統均採用的是伽利略型望遠系統。
(5)雷射器可以採用半導體雷射器、光纖雷射器、固體雷射器或者氣體雷射器等多種類型的雷射器。當採用半導體雷射器時，半導體雷射器可以兼具探測器的功能。
(6)數據處理單元至少包括數據採集部分(採集由兩個矢量方向上的光信號轉換成的電信號，即兩路電信號)和數據處理部分(對兩路電信號分別進行處理分析後，再將分析結果根據矢量原理合成)。
如圖7所示，為實施例2的雷射傳輸方向和雷射偏振方向的示意圖，圖中光路上的箭頭表示雷射傳輸方向，實線代表出射光的傳輸方向，虛線代表返回光的傳輸方向，圓圈內的箭頭表示相應光路上的光偏振方向。
綜上所述，本發明具有以下優點：
1.本發明所述的測風雷達只需單一光路，大大簡化了整個系統體積、複雜度和成本，提高系統的收集光效率。
2.本發明所述的測風雷達採用全光學元件，無任何機械運動元件，大幅度提高了測風系統的穩定性、可靠性和魯棒性。
3.由於反饋光返回雷射器諧振腔內時，會改變雷射器穩態條件，可進一步壓縮雷射器線寬，同時雷射自混合效應相關距離理論上不受雷射器線寬影響，因此偏振反饋雷射自混合測風系統對雷射器光源線寬要求大大降低，不同類型雷射器光源均可實現高精度測風。
可以理解的是，以上關於本發明的具體描述，僅用於說明本發明而並非受限於本發明實施例所描述的技術方案。本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護範圍之內。