宋跃辉
,
时丽丽
,
鲁雷雷
,
李仕春
,
辛文辉
,
闫庆
,
华灯鑫
连铸
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2016.01.015
为深入研究气溶胶光散射特性,以米散射理论和粒谱分布为基础,仿真计算了多种气溶胶的雷达比和波长指数,研究了二者与入射光波长、气溶胶尺寸及复折射率之间的关系,仿真结果表明水云和雾在355 nm、532 nm和1064 nm波长的激光雷达比均约为19 sr,波长指数的绝对值很小,表明消光系数与波长之间不存在明显的依存关系.大陆型气溶胶的雷达比与其中soot型气溶胶的含量正相关,这与soot型气溶胶的强吸收性有关.大陆型气溶胶在532 nm波长的雷达比最大,在355 nm和1064 nm的雷达比相对较小.大陆型气溶胶的消光系数随波长增加而减小,其波长指数的平均值约为1.3.
关键词:
大气光学
,
雷达比
,
波长指数
,
仿真计算
,
气溶胶
王玉峰
,
华灯鑫
,
王红伟
,
狄慧鸽
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2013.01.019
提出并设计了一套基于光纤F-P滤波器的可见波长域全光纤水汽拉曼激光雷达系统,实现对大气水汽和气溶胶的精细探测.讨论了光纤F-P腔内损耗和腔镜反射率对F-P透射谱的细度、峰值透过率以及带宽的影响,得到腔内损耗在小于3％的情况下,光纤F-P滤波器具有较高的峰值透过率(大于0.5)和较窄的谱线带宽(小于0.9 nm).通过结合光纤带通滤波器和二级级联光纤F-P滤波器的参数设计,在三个独立的光通道中分别实现水汽拉曼信号(660 nm)、氮气拉曼信号(606 nm)和米瑞利信号(532 nm)的窄带宽、高透过率严格滤波,并获得对杂散光的高抑制率.通过系统仿真,对各散射信号强度分布、水汽廓线和探测信噪比进行了数值仿真计算,验证了系统方案的可行性.
关键词:
遥感
,
水汽
,
拉曼激光雷达
,
光纤F-P滤波器
汪丽
,
谭林秋
,
李仕春
,
狄慧鸽
,
王玉峰
,
华灯鑫
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2013.01.018
多普勒激光雷达在大气风场探测中已经得到广泛应用.相比于Fabry-Perot (F-P)干涉仪、Fizeau 干涉仪,Mach-Zehnder (M-Z)干涉仪作为鉴频器具有透过率高、探测谱的范围宽、能进行视场展宽而获得大光通量、所成直条纹可以与CCD匹配等优点,同时也可以实现大的风速探测范围,弥补现有直接探测多普勒测风激光雷达探测范围较小,探测灵敏度的非线性问题.分析了基于M-Z干涉仪条纹成像技术的激光雷达大气风场探测原理,对干涉仪鉴频系统进行了参数优化设计及仿真分析,通过设定实验参数,获得仿真结果,进行数据反演,得到风速值与理论结果基本一致.
关键词:
激光雷达
,
风场探测
,
Mach-Zehnder干涉仪
,
条纹成像技术
,
风速反演
李仕春
,
华灯鑫
,
宋跃辉
,
辛文辉
,
张爱
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2013.01.020
设计了一款由可见光波段的光纤布喇格光栅和光纤耦合器构建的全光纤转动拉曼激光雷达分光系统.利用相位掩模板侧向成功刻写530 nm波段光纤布喇格光栅,并初步测试其透射谱和反射谱性能.为提高光纤光栅中心波长与大气氮气分子转动拉曼谱线的匹配特性,利用悬臂梁设计高调谐灵敏度的调谐系统.实验结果表明,成功研制的可见光波段光纤布喇格光栅反射率约为95％,带宽约为0.3 nm,应力调谐系统可实现±0.6 nm范围18 pm/r的波长调谐.
关键词:
遥感
,
转动拉曼激光雷达
,
全光纤分光系统
,
光纤布喇格光栅
,
悬臂梁调谐
闫庆
,
华灯鑫
,
李仕春
,
艾宇
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2013.01.022
采用模拟探测技术研发了具有三维扫描功能的微脉冲米散射激光雷达产品,用于高密度气溶胶聚集地区的大气气溶胶光学特性及云的精确探测.详细介绍了该系统的整体结构、系统控制和数据采集处理软件.利用该系统对西安地区气溶胶及城市边界层特性进行观测研究,实验结果表明:在激光脉冲能量为50 μJ,重复率1 kHz,望远镜接收孔径为254mm,信号平均时间40 s及距离分辨率为7.5m的条件下,系统测量气溶胶的有效距离可达到白天3～5 km左右,夜晚15 km.系统可以为研究大气变化,特别是颗粒污染物的产生、传输和扩散的特性提供科学的测量数据.
关键词:
微脉冲米散射激光雷达
,
模拟探测
,
气溶胶
,
云
,
城市边界层
,
混合层厚度
辛文辉
,
华灯鑫
,
李仕春
,
宋跃辉
,
周智荣
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2014.03.016
设计了一款“FPGA+DSP”架构的高速数据采集系统,可对激光雷达的多路回波信号进行同步并行采集、数据反演及远程传输.FPGA在同一触发信号激励下,可对输入的四个通道回波信号进行高速采集、累加、存储;DSP读入四个通道的累加结果,求平均后进行反演,并以TCP/IP协议实现数据的远程传输.设计完成的数据采集系统在一台米散射激光雷达系统中进行了测试.结果表明:该系统可对脉冲重复频率为1kHz的多路回波信号以20 MHZ的频率进行采样,并可对5000次的回波信号进行对应点累计平均,完全满足激光雷达数据采集的特定要求.本系统具有性价比高、便携、可实现数据的远程共享,在多光谱激光雷达及高光谱分辨率激光雷达的数据采集中具有推广价值.
关键词:
遥感
,
激光雷达
,
回波信号
,
并行数据采集
,
实时多任务
