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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基本原理
以激光为光源，通过探测激光与大气相互作用的光波信号来遥感大气．光波与大气中介质相互作用，产生包含气体分子和气溶胶粒子有关信息的辐射信号，利用适当的反演方法就可以从中得到关于气体分子和气溶胶粒子的相关信息．利用弹性散射信号确定颗粒物消光系数的方法无法改变这样的事实：根据雷达信号来同时确定气溶胶消光系数和后向散射系数这两个未知的物理量．系统主要分为三个部分：光学发射与接收光学系统、光电探测组件中的电子学系统(包括激光器电源、信号放大、采集和控制单元)以及信号存储与数据处理系统．
应用：目前主要应用与大气温度测量以及大气污染测监测，北京奥运会期间曾经利用这项技术进行了大气能见度以及污染颗粒的检测。
拉曼气溶胶激光雷达
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基于Fernald法研究了激光雷达比设定值与激光雷达有效探测范围内气溶胶光学厚度之间的函数关系。针对函数的连续性,提出了以光学厚度为收敛判据,采用二分法反演低层气溶胶激光雷达比的新方法。2014年7月下旬,利用太阳光度计和西安理工大学自主研发的拉曼-米氏激光雷达对西安局部地区大气进行了实验观测,并利用所提出的方法进行了数据反演。实验结果表明,西安局部地区气溶胶激光雷达比在观测期间比较平稳,基本为44或45。降雨当天,受大气湿度影响,激光雷达比值较大为51。利用激光雷达米氏散射回波信号和太阳光度计探测数据,提出了采用迭代反演算法开展气溶胶激光雷达比精细反演新方法,对研究气溶胶光学特性的精细反演算法具有重要的意义。
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