基于沙氏成像原理的水汽差分吸收激光雷达研究
发布时间：2021-04-26 16:45
水汽是地球大气层中唯一存在相变的物质,在许多大气物理与化学过程中都起到很重要的作用。大气水汽影响气溶胶和云层的形成,而且其浓度及分布随地域、季节、昼夜、海拔高度的变化很大,所以开展大气水汽浓度分布探测对气象和气候研究具有重要意义。现有的水汽（湿度）浓度分布探测主要有两种方式:采样探测和遥感探测。采样探测由于成本和技术层面的限制,会存在无法进行长时间连续测量、探测精度不高等问题。被动式遥感探测如微波水汽辐射计和傅里叶红外光谱仪只能获得粗略的水汽浓度廓线,GPS探测和红外高光谱大气探测器测得的距离分辨率较低。激光雷达作为主动式遥感探测技术由于具有连续测量、分辨率高等优势,在气体探测方面得到了广泛的应用。用于水汽浓度探测的激光雷达主要有两种:拉曼（Raman）激光雷达和差分吸收激光雷达（differential absorption lidar,DIAL）。水汽Raman激光雷达是根据水汽分子对激光产生的拉曼散射效应进行探测并通过拉曼散射回波信号的强度反演出水汽浓度廓线。但Raman激光雷达回波信号较弱,白天太阳光背景较强时探测难度高。DIAL技术根据水汽的吸收光谱选取不同波长（吸收峰和非吸...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 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 .国内外研究现状
1.3 .Scheimpflug激光雷达研究现状
1.4 .本论文内容安排
1.5 .本章小结
2.基于沙氏成像原理的水汽差分吸收激光雷达探测原理
2.1 .SLidar技术原理
2.2 .水汽差分吸收激光雷达原理
2.3 .差分吸收光谱模拟
2.4 .本章小结
3.基于沙氏成像原理的水汽差分吸收激光雷达系统研究
3.1 .基于沙氏成像原理的水汽DIAL系统
3.2 .DIAL系统的工作原理
3.3 .本章小结
4.大气水汽浓度分布探测
4.1 .大气回波信号测量与分析
4.2 .大气水汽分布探测
4.3 .本章小结
5.总结和展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]0.94μm差分吸收激光雷达地基工作的进展[J]. 洪光烈,李嘉唐,王建宇,李虎,王一楠,孔伟. 红外与激光工程. 2019(12)
[2]水汽差分吸收激光雷达发射机935 nm高功率光参量振荡器[J]. 洪光烈,梁新栋,肖春雷,孔伟,舒嵘. 红外与激光工程. 2018(12)
[3]沙氏大气激光雷达技术及其研究进展[J]. 梅亮. 激光与光电子学进展. 2018(09)
[4]风云三号卫星红外高光谱探测技术及潜在应用[J]. 漆成莉,顾明剑,胡秀清,吴春强. 气象科技进展. 2016(01)
[5]水汽探测拉曼激光雷达的新型光谱分光系统设计与分析[J]. 王红伟,华灯鑫,王玉峰,高朋,赵虎. 物理学报. 2013(12)
[6]差分吸收激光雷达几何因子实验确定方法[J]. 范广强,刘建国,刘文清,陆亦怀,张天舒,赵雪松,董云升. 量子电子学报. 2013(01)
[7]Convenient method for calibrating system constant of scanning water vapor Raman lidar[J]. 赵培涛,张寅超,李伟,胡顺星,曹开法,汪少林,胡欢陵. Chinese Optics Letters. 2010(06)
[8]由地基微波辐射计测量得到的北京地区水汽特性的初步分析[J]. 刘红燕,王迎春,王京丽,李炬,曹晓彦,熊斌. 大气科学. 2009(02)
[9]香港实时GPS水汽监测系统的若干关键技术[J]. 陈永奇,刘焱雄,王晓亚,李品华. 测绘学报. 2007(01)
[10]差分吸收激光雷达回波信号统计模型的研究[J]. 尹世荣,王蔚然,李新山. 光学学报. 2005(01)
博士论文
[1]935nm大气水汽探测差分吸收激光雷达技术研究[D]. 葛烨.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2016
[2]地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究[D]. 李国平.西南交通大学 2007
[3]差分吸收激光雷达建模仿真及其信息处理算法的研究[D]. 尹世荣.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]偏振及双波长气溶胶Scheimpflug激光雷达（SLidar）技术研究[D]. 关鹏.大连理工大学 2018
[2]水汽激光Raman探测实验研究[D]. 尹祺巍.中国海洋大学 2011
本文编号：3161761
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 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 .国内外研究现状
1.3 .Scheimpflug激光雷达研究现状
1.4 .本论文内容安排
1.5 .本章小结
2.基于沙氏成像原理的水汽差分吸收激光雷达探测原理
2.1 .SLidar技术原理
2.2 .水汽差分吸收激光雷达原理
2.3 .差分吸收光谱模拟
2.4 .本章小结
3.基于沙氏成像原理的水汽差分吸收激光雷达系统研究
3.1 .基于沙氏成像原理的水汽DIAL系统
3.2 .DIAL系统的工作原理
3.3 .本章小结
4.大气水汽浓度分布探测
4.1 .大气回波信号测量与分析
4.2 .大气水汽分布探测
4.3 .本章小结
5.总结和展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]0.94μm差分吸收激光雷达地基工作的进展[J]. 洪光烈,李嘉唐,王建宇,李虎,王一楠,孔伟. 红外与激光工程. 2019(12)
[2]水汽差分吸收激光雷达发射机935 nm高功率光参量振荡器[J]. 洪光烈,梁新栋,肖春雷,孔伟,舒嵘. 红外与激光工程. 2018(12)
[3]沙氏大气激光雷达技术及其研究进展[J]. 梅亮. 激光与光电子学进展. 2018(09)
[4]风云三号卫星红外高光谱探测技术及潜在应用[J]. 漆成莉,顾明剑,胡秀清,吴春强. 气象科技进展. 2016(01)
[5]水汽探测拉曼激光雷达的新型光谱分光系统设计与分析[J]. 王红伟,华灯鑫,王玉峰,高朋,赵虎. 物理学报. 2013(12)
[6]差分吸收激光雷达几何因子实验确定方法[J]. 范广强,刘建国,刘文清,陆亦怀,张天舒,赵雪松,董云升. 量子电子学报. 2013(01)
[7]Convenient method for calibrating system constant of scanning water vapor Raman lidar[J]. 赵培涛,张寅超,李伟,胡顺星,曹开法,汪少林,胡欢陵. Chinese Optics Letters. 2010(06)
[8]由地基微波辐射计测量得到的北京地区水汽特性的初步分析[J]. 刘红燕,王迎春,王京丽,李炬,曹晓彦,熊斌. 大气科学. 2009(02)
[9]香港实时GPS水汽监测系统的若干关键技术[J]. 陈永奇,刘焱雄,王晓亚,李品华. 测绘学报. 2007(01)
[10]差分吸收激光雷达回波信号统计模型的研究[J]. 尹世荣,王蔚然,李新山. 光学学报. 2005(01)
博士论文
[1]935nm大气水汽探测差分吸收激光雷达技术研究[D]. 葛烨.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2016
[2]地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究[D]. 李国平.西南交通大学 2007
[3]差分吸收激光雷达建模仿真及其信息处理算法的研究[D]. 尹世荣.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]偏振及双波长气溶胶Scheimpflug激光雷达（SLidar）技术研究[D]. 关鹏.大连理工大学 2018
[2]水汽激光Raman探测实验研究[D]. 尹祺巍.中国海洋大学 2011
本文编号：3161761
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