近红外波段大气气溶胶光学参量的精细探测技术研究
发布时间：2022-07-11 14:40
大气气溶胶是研究地球环境气候以及辐射特性的重要物质,它的光学参量如消光系数、后向散射系数和雷达比对于分析大气中气溶胶的粒径大小、种类、微物理参量以及研究气溶胶的散射特性具有非常重要的意义。近红外波段的1064nm激光具有较强的云层和沙尘暴穿透性,被广泛应用在云和气溶胶的激光雷达探测中,但是由于该波段拉曼和瑞利信号很微弱,有关此波段光学参数的独立探测还一直没有获得突破。论文主要针对近红外波段的高光谱分辨激光雷达探测技术展开研究,主要包含理论研究、系统测试和大气观测三部分内容。根据1064nm波段大气后向散射光谱特征,提出了基于频率校正技术的高光谱分辨激光雷达反演算法,对光学参量进行了误差传递分析,分析了高光谱分光器件的谱分离比对探测结果的影响;设计了一套频率监控系统,实现了系统频漂的实时监测;优化了 1064nm的高光谱分辨分光系统,对系统中的高光谱分光器件Fabry-Perot标准具（FPE）的分光特性进行了测试,精确标定了FPE的性能参数——半高全宽（FWHM）和自由光谱范围（FSR）,标定得到的FPE半高全宽为1.1pm（291.5MHz）,自由光谱范围为45.9pm（12.1GH...
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.3 论文主要内容
2 气溶胶光学参量精细探测理论
2.1 HSRL探测原理
2.2 基于频率校正的HSRL探测理论分析
2.3 HSRL探测误差分析
2.4 本章小结
3 近红外高光谱分辨激光雷达系统
3.1 系统概述
3.1.1 激光发射系统
3.1.2 信号接收系统
3.1.3 光电探测系统
3.1.4 频率监控系统
3.1.5 分光系统
3.2 高光谱分光系统性能测试与标定
3.2.1 FPE参数设计
3.2.2 FPE分光性能测试
3.2.3 FPE温漂特性的测试
3.2.4 F-P标准具关键参数的标定
3.2.5 系统稳定性测试及研究
3.3 系统噪声特性研究
3.4 本章小结
4 1064nm气溶胶光学特性试验观测
4.1 系统参数对探测结果的影响分析及其标定
4.1.1 系统参数对探测结果的影响
4.1.2 系统参数的标定方法研究
4.2 大气气溶胶光学参量的实验观测与分析
4.2.1 气溶胶观测实例
4.2.2 气溶胶观测实例
4.2.3 气溶胶观测实例
4.3 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
在校期间参与发表的文章
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高光谱分辨率激光雷达的气溶胶分类方法研究[J]. 刘秉义,庄全风,秦胜光,吴松华,刘金涛. 红外与激光工程. 2017(04)
[2]大气遥感高光谱分辨率激光雷达研究进展[J]. 刘东,杨甬英,周雨迪,黄寒璐,成中涛,罗敬,张与鹏,段绿林,沈亦兵,白剑,汪凯巍. 红外与激光工程. 2015(09)
[3]APD阵列激光成像雷达处理电路的研究进展[J]. 陈肖,周东. 激光与红外. 2015(09)
[4]星载激光雷达对气溶胶垂直分布的对比分析[J]. 刘聪,苏林,张朝阳,范萌,贾松林,苏成林,陈良富. 中国激光. 2015(04)
[5]对流层高度大气温度、湿度和气溶胶的拉曼激光雷达系统[J]. 王玉峰,高飞,朱承炫,何廷尧,华灯鑫. 光学学报. 2015(03)
[6]三波长激光雷达探测合肥地区卷云特性[J]. 季承荔,陶宗明,胡顺星,刘东,王珍珠,钟志庆,谢晨波,伯广宇,王邦新,周军. 光学学报. 2014(04)
[7]误差传播定律应用问题探讨[J]. 雷勇,王泽成. 现代物业(上旬刊). 2014(Z1)
[8]激光器中F-P标准具的研究[J]. 薛竣文,裴雪丹,苏秉华,孙鲁,赵慧元. 激光与光电子学进展. 2012(03)
[9]迈克尔逊干涉仪的应用[J]. 孟庆刚. 黑龙江科技信息. 2011(36)
[10]变量独立时误差传播定律的研究[J]. 邓永和. 安徽农业科学. 2011(21)
博士论文
[1]大气温度及气溶胶激光雷达探测技术研究[D]. 刘君.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]基于CALIPSO卫星的区域气溶胶特性研究[D]. 沈仙霞.华东师范大学 2014
[2]背景光作用下激光雷达中Si-APD噪声特性研究[D]. 孙超.南京理工大学 2014
[3]激光雷达接收系统的噪声特性研究[D]. 尚宏博.黑龙江大学 2008
[4]激光雷达精细探测大气气溶胶研究[D]. 高飞.西安理工大学 2008
[5]地基与星载激光雷达探测青岛地区大气消光特性的研究[D]. 张冰.中国海洋大学 2007
本文编号：3658350
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.3 论文主要内容
2 气溶胶光学参量精细探测理论
2.1 HSRL探测原理
2.2 基于频率校正的HSRL探测理论分析
2.3 HSRL探测误差分析
2.4 本章小结
3 近红外高光谱分辨激光雷达系统
3.1 系统概述
3.1.1 激光发射系统
3.1.2 信号接收系统
3.1.3 光电探测系统
3.1.4 频率监控系统
3.1.5 分光系统
3.2 高光谱分光系统性能测试与标定
3.2.1 FPE参数设计
3.2.2 FPE分光性能测试
3.2.3 FPE温漂特性的测试
3.2.4 F-P标准具关键参数的标定
3.2.5 系统稳定性测试及研究
3.3 系统噪声特性研究
3.4 本章小结
4 1064nm气溶胶光学特性试验观测
4.1 系统参数对探测结果的影响分析及其标定
4.1.1 系统参数对探测结果的影响
4.1.2 系统参数的标定方法研究
4.2 大气气溶胶光学参量的实验观测与分析
4.2.1 气溶胶观测实例
4.2.2 气溶胶观测实例
4.2.3 气溶胶观测实例
4.3 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
在校期间参与发表的文章
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高光谱分辨率激光雷达的气溶胶分类方法研究[J]. 刘秉义,庄全风,秦胜光,吴松华,刘金涛. 红外与激光工程. 2017(04)
[2]大气遥感高光谱分辨率激光雷达研究进展[J]. 刘东,杨甬英,周雨迪,黄寒璐,成中涛,罗敬,张与鹏,段绿林,沈亦兵,白剑,汪凯巍. 红外与激光工程. 2015(09)
[3]APD阵列激光成像雷达处理电路的研究进展[J]. 陈肖,周东. 激光与红外. 2015(09)
[4]星载激光雷达对气溶胶垂直分布的对比分析[J]. 刘聪,苏林,张朝阳,范萌,贾松林,苏成林,陈良富. 中国激光. 2015(04)
[5]对流层高度大气温度、湿度和气溶胶的拉曼激光雷达系统[J]. 王玉峰,高飞,朱承炫,何廷尧,华灯鑫. 光学学报. 2015(03)
[6]三波长激光雷达探测合肥地区卷云特性[J]. 季承荔,陶宗明,胡顺星,刘东,王珍珠,钟志庆,谢晨波,伯广宇,王邦新,周军. 光学学报. 2014(04)
[7]误差传播定律应用问题探讨[J]. 雷勇,王泽成. 现代物业(上旬刊). 2014(Z1)
[8]激光器中F-P标准具的研究[J]. 薛竣文,裴雪丹,苏秉华,孙鲁,赵慧元. 激光与光电子学进展. 2012(03)
[9]迈克尔逊干涉仪的应用[J]. 孟庆刚. 黑龙江科技信息. 2011(36)
[10]变量独立时误差传播定律的研究[J]. 邓永和. 安徽农业科学. 2011(21)
博士论文
[1]大气温度及气溶胶激光雷达探测技术研究[D]. 刘君.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]基于CALIPSO卫星的区域气溶胶特性研究[D]. 沈仙霞.华东师范大学 2014
[2]背景光作用下激光雷达中Si-APD噪声特性研究[D]. 孙超.南京理工大学 2014
[3]激光雷达接收系统的噪声特性研究[D]. 尚宏博.黑龙江大学 2008
[4]激光雷达精细探测大气气溶胶研究[D]. 高飞.西安理工大学 2008
[5]地基与星载激光雷达探测青岛地区大气消光特性的研究[D]. 张冰.中国海洋大学 2007
本文编号：3658350
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