532nm多普勒激光雷达脉冲激光状态监测及碘分子吸收光谱仪技术研究

发布时间：2021-12-31 09:18

　　中国科学院空间科学与应用研究中心研制的532nm多普勒激光雷达主要用于测量临近空间的大气风场、温度和密度等参数。该激光雷达采用种子注入技术获得窄线宽的脉冲激光,使用碘分子吸收光谱仪作为高分辨率光谱检测器件进行激光频率的稳定和多普勒频移测量。脉冲激光的注入状态以及碘分子吸收光谱仪的稳定性是影响532nm多普勒激光雷达测量准确度的关键因素。因此,本文的主要研究工作是脉冲激光注入状态监测和碘分子吸收光谱仪的研制。对于脉冲激光状态监测技术研究,基于激光脉冲建立时间最短的原理来判断脉冲激光种子注入状态。设计并研制了一种脉冲激光种子注入状态监测器,对其硬件和操作软件设计内容进行了详细介绍。实验测得其时间测量精度为45ps,测量范围为3.5ns到2500ns,最高脉冲重复频率为1KHz。利用该监测器对一台Nd:YAG脉冲激光器进行种子注入状态监测实验,实验结果显示:种子注入和非注入状态下,激光脉冲的建立时间分别为123.27ns和134.44ns;在1.35个小时的监测时间内,出现非注入状态脉冲占总激光脉冲数量的8.54%。实验结果表明,该脉冲种子注入状态监测器能够有效地检测出非注入状态下的脉冲激光... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目的及主要研究内容
第二章 532nm多普勒激光雷达介绍
    2.1 532nm多普勒激光雷达系统介绍
    2.2 风速测量原理
    2.3 影响风速测量准确性的因素分析
    2.4 本章小结
第三章 多普勒激光雷达发射脉冲状态监测研究
    3.1 种子注入技术原理
    3.2 种子注入状态的检测方法
    3.3 种子注入状态监测器软硬件设计
    3.4 实验结果与分析
    3.5 种子注入状态监测技术的应用
    3.6 本章小结
第四章 碘分子吸收光谱仪技术研究
    4.1 影响碘分子吸收谱线稳定性的因素
    4.2 碘分子吸收光谱仪的研制
    4.3 碘分子吸收光谱仪谱线扫描实验
    4.4 碘分子吸收光谱仪在激光频率稳定中的应用
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
附录 硕士期间完成的学术论文
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]Correction of temperature influence on the wind retrieval from a mobile Rayleigh Doppler lidar[J]. 赵若灿,夏海云,窦贤康,孙东松,韩於利,上官明佳,郭洁,舒志峰.  Chinese Physics B. 2015(02)
[2]瑞利散射多普勒测风激光雷达频率动态跟踪系统[J]. 唐磊,吴海滨,孙东松,舒志峰,董吉辉,王国成,胡冬冬,徐文静.  红外与激光工程. 2011(06)
[3]Design and performance simulation of a molecular Doppler wind lidar[J]. 沈法华,Hyunki Cha,董吉辉,Dukhyeon Kim,孙东松,Sung Ok Kwon.  Chinese Optics Letters. 2009(07)
[4]直接探测激光测风雷达发射激光线宽对探测的影响[J]. 王潜,王骐,程元丽.  强激光与粒子束. 2008(11)
[5]Pt100温度传感器数据实时采集系统[J]. 李芸婷,万振凯.  仪器仪表用户. 2007(05)
[6]光谱稳定性对直接探测多普勒测风激光雷达的影响研究[J]. 卜令兵,刘继桥,陈卫标.  光子学报. 2007(02)
[7]高光谱碘分子和双边缘多普勒测风激光雷达技术比较[J]. 郭金家,刘智深,孙大鹏,宋小全,朱金山.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2004(03)

硕士论文
[1]单纵模激光器主动稳频控制系统研究[D]. 赵海龙.哈尔滨工业大学 2007
[2]基于碘分子滤波器的大气测温激光雷达的研究[D]. 闫召爱.中国海洋大学 2007
[3]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
[4]种子注入电光调Q激光器系统机理与技术研究[D]. 王涛.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001



本文编号：3560003