偏振及双波长气溶胶Scheimpflug激光雷达（SLidar）技术研究

发布时间：2020-07-15 10:20

【摘要】：当前环境问题日益突出,防治大气污染已成为当务之急。大气激光雷达作为一种主动的遥感技术,在实时监测环境方面具有很大的优势。虽然传统的脉冲激光雷达技术在环境监测方面比较成熟,然而,光源和检测器的复杂性、高成本、高维护要求限制了其进一步的应用。本文的研究目标是利用新型的大气激光雷达技术解决传统脉冲激光雷达技术的挑战,优化系统性能,提高系统的稳定性。此外,还开发了Scheimpflug激光雷达(SLidar)技术在检索气溶胶消光系数、去极化研究和NO_2监测中的大气应用。本文首先介绍了大气气溶胶的产生和分类,以及大气气溶胶对人类健康、生态环境和气候变化的影响。然后讨论了激光在大气中的传输特性。研究了Scheimpflug的基本原理及其在大气激光雷达技术中的应用,同时介绍了消光系数的检索算法。本文从单波长散射激光雷达技术、米散射偏振激光雷达技术、双波长激光雷达技术和差分吸收激光雷达技术四个方面进行了研究。前三个方面是针对大气气溶胶粒子的研究,可以定性或定量地检测大气气溶胶粒子的分布、粒子形态和粒子大小信息。第四个方面是测量大气中NO_2的距离分辨浓度。虽然NO_2在环境中的浓度非常低,但浓度分布仍然可以通过基于SLidar技术的差分吸收激光雷达(DIAL)来测量。实验结果表明,在0.3 km-1 km范围内的相关系数约为0.94,验证了基于SLidar技术的差分吸收激光雷达技术在监测NO_2浓度方面具有很大的潜力。该工作为SLidar技术提供了优化的系统参数,并为该技术在遥感应用如大气污染的时空分布、粒子的去极化和NO_2浓度的检测铺平了道路。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN958.98

【参考文献】

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1 伯广宇;刘东;王邦新;吴德成;钟志庆;谢晨波;;机载双波长偏振激光雷达探测大气气溶胶分布[J];大气与环境光学学报;2015年04期

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4 赵一鸣;李艳华;商雅楠;李静;于勇;李凉海;;激光雷达的应用及发展趋势[J];遥测遥控;2014年05期

5 翟崇治;周乾;余家燕;李礼;;偏振米散射激光雷达在大气监测中的应用[J];激光杂志;2013年01期

6 伯广宇;刘东;王邦新;吴德成;钟志庆;;探测云和气溶胶的机载双波长偏振激光雷达[J];中国激光;2012年10期

7 史平;;浅析大气气溶胶的分类及其对气候的影响[J];科技信息;2011年29期

8 王珍珠;谢晨波;刘博;周军;;合肥地区背景大气气溶胶的偏振激光雷达测量研究[J];大气与环境光学学报;2010年02期

9 王珍珠;刘博;王邦新;刘东;;PML偏振激光雷达定标因子实验方法确定[J];大气与环境光学学报;2009年06期

10 迟如利;吴德成;刘博;周军;;双波长米散射激光雷达探测对流层气溶胶消光特性[J];光谱学与光谱分析;2009年06期

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本文编号：2756361