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拉曼气溶胶激光雷达探测原理
光波的物理量可由强度、波长(频率)、相位、偏振态及指向性等来表示。光与物质相互作用主要表现为吸收及散射现象,按作用机理可以分为气溶胶等颗粒物引起的米氏散射,大气分子及原子等引起的瑞利散射、拉曼散射、荧光及共振散射和吸收等现象。通过对各种散射机理及效果进行分析,可以探测物质的物理及化学信息。大气探测激光雷达工作原理与微波雷达相似。一般采用脉冲激光器作为发射源,向大气中发射一束具有高指向性、高能量的窄脉冲宽度的激光束,通过望远镜收集大气中物质产生的后向散射光,并对散射光进行光谱分析,剔除杂散光信号,经光电转换后获得电信号,由计算机进行数据采集、信号分析及数据反演即可得到所需大气参数或信息。
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拉曼气溶胶激光雷达测量范围
气溶胶颗粒物时空演化、边界层高度、后向散射系数、消光系数、偏振系数、水汽混合比、粒子谱浓度、有效半径、质量浓度、PM2.5、PM10时空演化等,满足科研、气象与环境预警等领域的大气环境监测需求。
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拉曼气溶胶激光雷达
激光雷达,是一种可以安装在不同遥感平台上的激光探测、测距和定位系统。它集激光测距、惯性测量、定位等技术于一体,通过记录单个激光信号从发射到接收被地物反射的能量所历经的时间,并根据信号发出瞬间由定位定姿系统测定的激光扫描系统的位置和姿态,可以计算出地物目标的三维坐标,并绘制地形图。
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拉曼气溶胶激光雷达探测
针对*范围内大气参数实时监测技术需求,以地表30千米内与人类活动密切相关的大气空间为探测对象,依据大气分子的拉曼散射原理,开展具有自主知识产权的紫外域波长激光雷达探测大气水汽、温度和气溶胶特性的系统及实验研究,主要涉及拉曼激光雷达系统探测技术、微弱信号提取技术与方法、大动态范围的数据拼接与校正技术、多参量并行精细探测及反演技术和模块化系统集成技术与对比实验研究等多学科交叉技术。结合多年来研究大气水汽和温度拉曼激光雷达技术的积累,研制了以特殊分色1片和窄带干涉滤光片为*的拉曼分光系统,实现了大气分子的振动和转动拉曼信号的精细提取技术,构建了拉曼激光雷达系统,实现了对大气水汽、温度与气溶胶廓线的精细探测。长期实验探测性能稳定,可靠性高,可作为区域性大气和空间环境地基激光雷达监测基地继续开展长期观测实验研究。
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