全天时多波长激光雷达系统研制与信噪比分析

发布时间：2017-06-09 22:07

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【摘要】：利用Nd:YAG激光器产生10 Hz的1064、532和355 nm激光束作为光源,研制了用于对流层大气气溶胶探测的全天时多波长激光雷达,实现了溶胶Mie散射信号在紫外、可见和红外三个波段的精细分离和提取。通过小孔光阑和窄带干涉滤光片对背景光的强烈抑制,实现了全天时探测。通过对三波长Mie散射信号日间和夜间探测信噪比数值仿真和实际探测信噪比分析,得出日间探测时532 nm的信噪比最低,夜间探测时355 nm的信噪比最低,这与数值仿真结果一致。通过分析实际探测信噪比为1时的数据,得到该系统日间探测高度可达8~10 km,夜间探测高度可达10~12 km。对西安地区晴天、多云天和雾霾天的初步探测结果表明,该多波长激光雷达的性能完全能够满足对流层内气溶胶粒子的全天时和不同天气情况下的探测要求。
【作者单位】： 西安理工大学机械与精密仪器工程学院;北方民族大学电气信息工程学院;
【关键词】： 大气光学 多波长激光雷达 信噪比 气溶胶 Mie散射
【基金】：国家自然科学基金(61168004) 宁夏回族自治区自然科学基金(NZ14099)
【分类号】：TN958.98
【正文快照】： 1引言全球气候变化日渐引起人们的高度重视,大气气溶胶作为重要的气候强迫因子,在地气辐射收支平衡中起着至关重要的作用[1]。大气气溶胶的光学和微物理特性及气溶胶的传输和辐射模式的研究日益成为近期科学研究的热点和前沿。激光雷达可利用不同分子对激光的吸收、散射或荧光

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 钟志庆;刘博;范爱媛;戚福弟;王珍珠;黄威;岳古明;周军;;双波长双视场米散射激光雷达[J];大气与环境光学学报;2008年03期

2 申麟;江月松;尤睿;;双波长偏振测量激光雷达接收光路的设计[J];光学技术;2008年S1期

3 周军,岳古明,金传佳,戚福第,易维宁,李陶,陈毓红,熊黎明;探测对流层气溶胶的双波长米氏散射激光雷达[J];光学学报;2000年10期

4 刘东;陶宗明;吴德成;王珍珠;王邦新;钟志庆;伯广宇;谢晨波;周军;王英俭;;三波长拉曼偏振激光雷达系统研制及探测个例[J];光学学报;2013年02期

5 程学武;宋娟;李发泉;戴阳;龚顺生;;双波长高空探测激光雷达技术[J];中国激光;2006年05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 伯广宇;刘东;吴德成;王邦新;钟志庆;谢晨波;周军;;双波长激光雷达探测典型雾霾气溶胶的光学和吸湿性质[J];中国激光;2014年01期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴永华,李陶,周军,胡欢陵,岳古明,戚福弟,金传佳;Raman激光雷达探测对流层中上部大气温度分布[J];大气科学;2002年05期

2 钟志庆;刘博;范爱媛;戚福弟;王珍珠;黄威;岳古明;周军;;双波长双视场米散射激光雷达[J];大气与环境光学学报;2008年03期

3 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

4 田林;陆亦怀;桂华侨;程寅;;基于角反射器的单端透射式能见度仪的研究[J];大气与环境光学学报;2011年05期

5 黄春红;宋小全;王改利;刘智深;;珠海2009年夏季激光雷达探测大气边界层高度数据处理[J];大气与环境光学学报;2011年06期

6 熊兴隆;冯帅;蒋立辉;庄子波;;一种新的大气消光系数边界值确定方法[J];光电子.激光;2011年11期

7 熊兴隆;蒋立辉;冯帅;庄子波;;基于不动点原理的大气气溶胶消光系数边界值确定方法[J];光电子.激光;2012年02期

8 熊兴隆;蒋立辉;冯帅;庄子波;马愈昭;;非线性方程法确定低空探测机载激光雷达消光系数边界值[J];光电子.激光;2012年07期

9 周贺玲;李丽平;曹跟华;;河北省浓雾、强浓雾的气候特征及年代际变化[J];干旱区资源与环境;2011年08期

10 夏俊荣;张镭;;Mie散射激光雷达探测大气气溶胶的进展[J];干旱气象;2006年04期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 钟志庆;周军;戚福弟;范爱媛;岳古明;兰举生;江庆伍;;探测大气气溶胶消光系数的便携式米散射激光雷达[A];第七届全国激光科学技术青年学术交流会专辑[C];2003年

2 李霞;王胜利;;1980～2007年新疆能见度变化趋势及其影响因子探讨[A];第五届海峡两岸气溶胶技术研讨会论文集[C];2008年

3 陈潇潇;罗勇;郭品文;;中国不同等级雾日的气候特征及时间研究[A];中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集[C];2007年

4 王珍珠;刘东;周军;;偏振激光雷达探测合肥地区春季卷云[A];中国气象学会2007年年会气象综合探测技术分会场论文集[C];2007年

5 尹青;张华;;激光雷达在气象和大气环境监测中的应用[A];第26届中国气象学会年会第三届气象综合探测技术研讨会分会场论文集[C];2009年

6 周贺玲;曹跟华;陈敏;;河北省浓雾、强浓雾的气候特征研究[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年

7 周须文;时青格;贾俊妹;武辉芹;;高速公路大雾的分级精细化预报方法研究[A];第28届中国气象学会年会——S7城市气象精细预报与服务[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 刘金婷;多陆面模式、多驱动场对新疆地区陆面过程模拟研究及结果集成[D];中国海洋大学;2010年

2 马丽珍;自由空间量子通信中偏振光子传输和操控的理论与模拟研究[D];中国海洋大学;2010年

3 周立敏;基于激光后向散射的多光束风场位移测量及弱信号相关检测技术研究[D];电子科技大学;2012年

4 张金业;武汉上空对流层大气气溶胶Raman/Mie激光雷达探测研究[D];武汉大学;2010年

5 蔡宏珂;中国大陆东部和近海卷云—晴空大气过渡带的光学特征[D];中国科学技术大学;2013年

6 张海良;紫外光通信系统传输特性研究[D];国防科学技术大学;2012年

7 卢风顺;面向CPU/GPU异构体系结构的并行计算关键技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

8 彭万敬;基于新型全光纤滤波器的可调多波长稀土掺杂石英基光纤激光器研究[D];北京交通大学;2014年

9 高昕;可重构激光雷达数据采集平台研究[D];中国科学技术大学;2014年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王丽萍,陈少勇,董安祥;中国雾区的分布及其季节变化[J];地理学报;2005年04期

2 高歌;;1961-2005年中国霾日气候特征及变化分析[J];地理学报;2008年07期

3 杨国韬,刘炳模,王嘉珉,傅利平,徐寄遥,程学武,万卫星,龚顺生;根据激光雷达观测结果研究中国武汉地区钠层的分布[J];地球物理学报;2003年05期

4 毛敏娟;张寅超;方海涛;戚福弟;邵石生;胡欢陵;周军;;机载激光雷达对青岛及周边海域的气溶胶探测[J];地球物理学报;2007年02期

5 郑文钢,李洪钧,杨国韬,龚顺生;武汉上空大气密度温度的激光雷达探测[J];大气科学;1999年04期

6 刘东,戚福弟,金传佳,岳古明,周军;合肥上空卷云和沙尘气溶胶退偏振比的激光雷达探测[J];大气科学;2003年06期

7 石广玉;王标;张华;赵剑琦;檀赛春;温天雪;;大气气溶胶的辐射与气候效应[J];大气科学;2008年04期

8 段婧;毛节泰;;气溶胶与云相互作用的研究进展[J];地球科学进展;2008年03期

9 陶宗明;刘东;钟志庆;史博;聂森;麻晓敏;周军;;Measurements of cirrus clouds with a three-wavelength lidar[J];Chinese Optics Letters;2012年05期

10 周军,岳古明,金传佳,戚福第,易维宁,李陶,陈毓红,熊黎明;探测对流层气溶胶的双波长米氏散射激光雷达[J];光学学报;2000年10期

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