差分吸收激光测污雷达研究

对差分吸收测污雷达(DIAL)系统进行了介绍,阐述了差分吸收测污雷达的基本工作原理,并对系统中主要部件的技术参数进行了模拟计算,对雷达系统各分系统及工作流程作了描述,并对雷达系统进行实物仿真及模拟试验.采用按比例遮挡接收天线和激光透过由塑料袋密封化学物质方法,模拟吸收峰谱线(入On)的吸收情况,计算出系统侦测到的CL值变化情况.实验较充分地验证了差分吸收雷达系统的基本工作原理,取得了差分吸收激光雷达关键技术突破,验证了差分激光雷达在对化学物质进行远程侦测的可行性.     

对差分吸收激光雷达探测CO2的光源波长控制

为了满足探测CO2需要波长精确的要求,根据扫频激光波长调谐原理,通过探测器、标准CO2气体池、锁相放大器等仪器,对差分吸收激光雷达系统的光源部分进行波长调谐和控制,使出射波长基本稳定在1571.276 nm的CO2吸收峰附近.试验结果显示,调谐精度可以达到皮米量级,且有较高的稳定度.     

小型机载光雷达系统测量甲烷

小型机载光雷达系统测量甲烷加州ＳＲＩ国际公司的工程师对在较小飞行器上以中红外波长工作的机载差分吸收光雷达（ＤＩＡＬ）系统作了成功的野外试验。该系统演示表明，差分吸收光雷达可以探测非均匀地面以上Ｉｂｍ高度处的顺风甲烷气流。差分吸收光雷达系统的工作很像单...     

差分吸收激光雷达(DIAL)系统

一种新颖的激光雷达——差分吸收光雷达(DIAL)系统,将广泛地应用于监测大气成分分子的浓度、温度、压力、速度和其它参数,以及研究光与大气微量物质的相互作用.本文将首先简述各种激光雷达系统的原理和性能,然后综述运用差分吸收原理的激光遥感技术,并对其应用前景进行了展望.     

CO2差分吸收激光雷达信号处理

针对CO2差分吸收激光告警雷达系统,研究累加平均和匹配滤波两种算法.将两种方法进行耦合,结合了各自的优点,使得激光雷达在小信噪比下工作,提高了检测距离,计算出较远距离时,化学物质的CL浓度值.将该方法应用到CO2差分吸收激光告警雷达系统中.通过仿真实验,能有效地去掉噪声和强干扰信号,在保持原信号特征的情况下,较准确地提取出有效的弱信号,计算出化学物质的浓度距离,模拟出测量到某种化学物质.     

使CO2浓度测量误差减小的星载激光雷达波长优化

研究了星载积分路径差分吸收（IPDA）激光雷达系统工作波长与大气CO2 分子柱线浓度测量误差之间的关系,并优化波长以降低测量误差。首先介绍CO2 分子柱线浓度测量原理,理论分析并模拟仿真了系统随机误差、温度不确定性误差、频率不稳定性误差和水蒸汽干扰误差随激光雷达工作波长变化关系,优化工作波长使浓度测量总误差达到最小值。最终选定激光雷达on-line波长为6361.2250cm-1,off-line 波长为6 360.99 cm-1,并仿真计算得到温度不确定性为1 K、频率不稳定度为0.6 MHz 时,共导致的CO2 柱线浓度测量误差为0.58710-6,达到CO2 浓度测量精度110-6 的要求,为星载IPDA 激光雷达系统实现高精度CO2 柱线浓度探测优化系统参数提供了参考。     

小型TEA CO2激光器的自动快速调谐系统研究

差分吸收激光雷达能够实现实时遥测大气中微量污染物和战场上的化学战剂,该领域的研究目前已成为新的热点.CO2激光谱线丰富,基本覆盖了大多数污染物和毒剂的吸收谱区.因此,可调谐小型TEA CO2激光器成为CO2差分吸收雷达的理想光源.差分吸收雷达要求其光源能够在"大气冻结时间"内发射两个不同波长的激光,以消除大气波动引起的测量误差,提高探测距离和准确度. 研制的小型TEA CO2激光器的自动调谐系统,采用单片机作为控制系统的核心,通过软件编程实现调谐触发系统的工作,实现了激光的快速调谐输出.调谐触发控制器检测红外光电传感器,精确定位衍射光栅的初始位置.由高频步进电机及精密减速装置控制光栅的转角变化,在所需波长的角度位置,控制器延迟触发激光器主放电,输出激光.在激活体积10×12×350 mm3、谐振腔长500 mm的封离式激光器中,实现了在≤=10 ms时间内快速调谐输出两个不同波长的激光.激光波长再现性达到0.1～0.5 nm,调谐系统工作稳定,有效实现电磁兼容.经实验验证,该调谐触发控制系统调谐速度快.(OA9)     

小型折叠腔自由振荡TEA CO2激光器实验研究

分析了TEA CO2激光器和差分吸收雷达的工作原理，研制了一种新型双通道放电激励折叠腔TEA CO2激光器。详细分析了折叠腔TEA CO2激光器的结构及其设计特点。对影响气体快放电过程的各种因素，如储能电容与峰值电容的比值、工作气压、充放电电感及输入电压的范围等进行了实验研究，确定了充放电谐振回路的最佳参数，实现了双通道的稳定辉光放电。对激光器输出能量与激励电压、混合气体工作气压等参数的关系进行了实验研究，得到最大输出能量约为722 mJ。     

CO2激光相干成像雷达及其在精确制导中的应用前景

概述了CO2激光相干成像雷达的特点,介绍了它的基本工作原理、技术关键及在精确制导中的应用前景,分析了CO2激光相干成像雷达在精确制导中最有发展前途的两个应用领域.     

CO_2激光相干成像雷达及其应用

在给出了CO2激光相干成像雷达的发展历程及工作原理的基础上,结合它的多种突出优点,重点分析讨论了该雷达系统在巡航导弹、战术弹道导弹以及机载和车载反坦克导弹等现代武器系统导航制导中的具体应用,阐明了其重大军事意义和应用价值。     

车载差分吸收激光雷达对SO2的测量

介绍了自行研制的车载差分吸收激光雷达(DIAL)的系统结构和测量原理.利用可调谐激光器输出波长为286.3 nm和286.9 nm的激光测量SO2,测量范围为500m～3 km.该雷达在北京和合肥对SO2进行了实地测量,给出实测的部分典型结果,测量结果与地面仪器定点测量的结果一致.分析了误差的几种影响因素,总的测量误差在距离分别率为300m时小于7×10-9.     

用车载差分吸收激光雷达系统遥测二氧化硫

介绍了自行研制的车载差分吸收激光雷达系统，此台雷达被用于监测大气污染如二氧化硫等。利用此台雷达在北京和合肥进行了实地测量，给出了对二氧化硫测量的典型结果并进行讨论分析。     

Differential absorption lidar sensing of ozone

The differential absorption lidar (DIAL) technique for deriving O/sub 3/ profiles from lidar measurements is discussed. The US National Aeronautics and Space Administration's airborne DIAL system is described, and examples of a broad range of O/sub 3/ and aerosol measurements are presented from a number of field experiments. The airborne and ground-based DIAL measurements discussed demonstrate the outstanding capability of lidar for conducting O/sub 3/ investigations throughout the troposphere and lower stratosphere under widely different atmospheric conditions.<>     

差分吸收激光雷达测量环境SO2

提出了一种新的差分吸收激光雷达(DIAL)技术探测大气环境SO2。利用Nd：YAG激光器的四倍频266．0nm抽运甲烷和氘气，可以获得它们的一级斯托克斯拉曼频移波长288．38nm和289．04nm。SO2对波长为289．04nm的激光吸收较强，对288．38nm的激光吸收较弱，波长对288．38nm和289．04nm可用于大气SO2的测量。利用这种技术，建立了一台测量大气SO2的差分吸收激光雷达，并进行了实际测量和初步研究，对激光雷达测量SO2误差的主要来源进行了分析．并估计了测量误差的大小。差分吸收激光雷达的测量结果与仪器测量结果相比具有可比性。     

CO2差分吸收激光雷达测量灵敏度的数值分析

针对直接探测长程CO₂差分吸收激光雷达系统,分析了对测量灵敏度产生影响的两个主要因素:大气湍流和激光斑纹,得到了测量灵敏度与大气湍流和激光斑纹之间关系的数值计算结果。结果表明,在高度小于350m时,增加设备离地高度可以有效地提高测量灵敏度;在高度大于350m后,改变系统参数可以有效地提高测量灵敏度。     

大气探测激光雷达技术综述

大气探测激光雷达具有可提供高时空分辨率、高探测精度和连续廓线数据的优势,已经成为大气探测强有力的工具。按照激光雷达探测技术分类,有米散射激光雷达、偏振激光雷达、拉曼激光雷达、差分吸收激光雷达、高光谱分辨率激光雷达、瑞利散射激光雷达、共振荧光激光雷达和多普勒激光雷达等,分别介绍了各类激光雷达探测的基本原理、发展历史及优缺点,以及其在探测大气气溶胶和云、水汽、温度、风、痕量气体、温室气体和污染气体等方面的应用。最后进行总结,并对激光雷达技术发展趋势进行了展望。     

单波长与双波长探测平流层臭氧的比较

本文利用安微光机的多波长紫外差分吸收激光雷达∧［1］的探测结果,在平流层背景气溶胶情况下,比较单波长（308nm）距离差分方法和双波长（308-355nm）差分方法受气溶胶和温度影响的结果,比较结果表明：单波长距离差分方法受温度变化和气溶胶的不均匀影响较大,双波长差分方法受影响较小,两种方法的处理结果有明显差异,30天的平均结果表明,在19km以下,单波长结果与双波长结果相差较大;在19～35km高度区间,单波长结果与双波长结果的相对误差小于12%。     

小波变换与匹配滤波耦合的激光雷达弱信号处理

远距离激光雷达回波信号弱,干扰强,处理比较困难。距离越远,得到的有用信号就越弱。为了提高激光雷达检测距离,对弱信号进行数字信号处理就显得很重要。采用一般方法常将干扰信号判断成有用信号,从而影响了激光雷达的工作能力。夺文采用小波变换和匹配滤波耦合的方法对激光雷达弱信号进行处理,既能从强噪声中提取有用信号,又能有效的去掉强干扰信号。采用一台TEA—CO2激光器进行实验,当采样速率达到200MHz时,对于信噪比大于1．2的含噪信号能有效地去掉噪声和强干扰信号,在保持原信号特征的情况下,准确地提取出有效的弱信号。这就有效地提高了激光雷达的工作能力。     

车载测污激光雷达探测近地面层臭氧

介绍了运用差分吸收激光雷达技术探测臭氧的原理,给出了车载测污激光雷达(AML-2)的系统结构,从垂直、水平、二维扫描等方面分别给出了AML-2探测近地面层臭氧的典型结果和时空分布图,并对其进行了分析.对研究近地面层臭氧时空分布规律和环境污染监测有着重要的意义.     

差分吸收相干激光雷达中偏振分集技术研究

为减小差分吸收相干激光雷达(DIAL)中偏振衰落对 回波信号功率反演精度影响,研究了偏振分集技术(PDT)在相干DIAL中 的作用,构建了利用STM32控制的双光束切换DIAL实验装置。依托构 建的装置,利用平衡探 测,分别采用PDT和一般外差探测完成多组次实验,应用单频检测方法得到20m光程下吸收 气体不同浓度下相干中频信号的振 幅值,并由此求解出on光和off光回波信号功率。对回波信号功率值差分信息与由HITRAN得 到的参考差分信息比较 发现:应用PDT能使探测分辨率提高4倍,对应到2km距离内,可以探测到3.5×10－6ppm的CO₂浓度变化,满足了 气候研究所需的优于1％的精度要求,验证了PDT消除偏振衰落以及提高相干DIAL分辨精度的 作用。