海面油荧光激光探测系统软硬件设计及基础实验

发布时间：2020-12-12 00:29

　　机载海面油荧光激光雷达是海洋遥感领域的一项前沿技术,具有高效、实时、准确等优点,能够测量海表面油污染油膜种类及油膜厚度等参数,目前已被美国、加拿大、德国、法国等西方发达国家掌握并成功应用于业务化测量。2006年,中国海洋大学海洋遥感研究所承担了国家863资源环境技术领域专题课题“机载多通道激光雷达海面油污染监测技术”,开始研制用于测量海表面油污染种类的机载海面油荧光激光雷达系统。本论文围绕此课题展开讨论,共分为五部分:第一部分为基本原理与发展综述,介绍了机载海面油荧光激光雷达的基本测量原理、国内外发展动态以及发展趋势;第二部分为系统的硬件结构,详细介绍了系统各部分的硬件组成及参数。第三部分为软件设计,包括荧光数据采集程序编写、光谱匹配算法介绍以及人机交互界面等内容;第四部分为油荧光测量的实验室实验,介绍了实验系统的硬件结构,并对测量得到的荧光光谱数据进行了分析;第五部分是总结。 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电子受激后从低能级跃迁到高能级

图 2、三能级物质原子内部能级分布物质原子内部大部分电子处在基态 S0，处在激发态激发态 S2）的电子则较少。当物质受到光源的照 的能量后在很短的时间内（大约 10-15ns）就会跃收能量 hνa 的大小来决定跃迁到 S1 或 S2，当跃为“内部转化”的过程在大约 10-12ns 的短时间内再激发态的最低振动能级时，电子不稳定的特的短时间内发射一个光子返回基态，即产生荧光出荧光的参数包括：：表示在单位时间内，荧光发射的量子数与被吸收分析中，量子效率越大，其发射荧光强度也越大。

图 3、不同种类油的典型激光荧光光谱1.1.3 机载海面油荧光激光雷达工作原理机载海面油荧光激光雷达是由激光发射系统、光学接收系统、光学分光和数据采集系统组成的，其监测海面溢油正是应用了油类物质受激发射荧光的原理：系统搭载在飞机平台上，系统中的激光发射系统（激光器）向海面发射激光脉冲，激光脉冲与海面物质发生作用，当有海面溢油情况发生时，海面油膜吸收激光脉冲能量并发射荧光信号，荧光信号被系统中的望远镜接收，通过光谱仪分光、光电转换和数据采集等过程，荧光光谱信号被存储在计算机中，通过光谱匹配计算，能够识别海面溢油油膜的种类。图 4 为系统工作示意图。


本文编号：2911506