利用Fabry-Perot标准具的米散射测风激光雷达接收机

介绍了基于米散射多普勒测风激光雷达的基本原理。测风激光雷达系统一般由发射系统、接收系统、信号发射接收光学系统、控制系统组成,其中接收系统在整个系统中最重要,起到信号鉴频的作用。基于测量误差最小和实际加工工艺的考虑,设计了标准具的参数和米散射测风激光雷达接收机的结构,并且把该接收机用于米散射测风激光雷达系统中并进行了标准具透过率的测量,用Pseudo?鄄Voigt函数拟合出标准具的各个参数,与理论设计相差在5 %以内。同时进行了风廓线的初步测量,与风廓线雷达Airda16000进行了比对,两者符合很好。     

脉冲压缩CO_2相干激光雷达信号处理的研究

提出了采用快速傅里叶变换(FFT)及快速傅里叶逆变换(IFFT)变换对脉冲压缩CO_2相干激光雷达信号处理,并进行了理论与计算机模拟研究.通过运行所研究的信号处理程序包表明,采用这种方法可以很好地完成信号处理(脉冲压缩)任务,并可准确地提出所需要测量的时间延迟参数.     

利用声表面波器件对CO_2相干激光雷达进行信号处理

利用声表面波（ＳＡＷ）器件设计了一个多通道窄带滤波器组对ＣＯ２相干激光雷达的信号进行有效处理。研制了一个ＣＯ２相干激光雷达光学头系统的信号模拟－数字处理系统，对３５～５５ＭＨｚ的外差信号进行计算机ＦＦＴ预处理，得到了较好的效果。     

Optical Surface Tilt Measurement with Sub-Second Accuracy

ＯｐｔｉｃａｌＳｕｒｆａｃｅＴｉｌｔＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｉｔｈＳｕｂ┐ＳｅｃｏｎｄＡｃｃｕｒａｃｙＳＵＮＤｏｎｇｓｏｎｇ（孙东松）ＤＥＮＧＨｕａ（邓桦）ＱＩＡＯＬｉｊｉｅ（乔立杰）ＬＩＺｈｕｐｅｎｇ李助朋ＣＡＩＸｉｐｉｎｇ蔡喜平（Ｄｅｐｔ．ｏｆＡ...     

利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理分析

导出了激光多普勒雷达基于Fizeau干涉仪及CCD探测器进行测风时,每个CCD元最终接收到信号的一般表达式.对系统的参数做了整体优化,得出一组优化参数.在0～3 km高度,得出系统风速误差小于0.16 m/s.对最终的风速反演分别运用最小二乘拟合法和重心法.分析表明最小二乘拟合法只适用于风速较小的情况.详细分析了运用重心法计算风速必然会引起的误差,并提出一种解决方法.修正后,在±30 m/s风速范围内,该方法产生的误差小于0.25 m/s.     

用于烟尘监测的偏振激光雷达系统及实验研究

激光雷达具有探测距离远,分辨率高,对气溶胶浓度变化敏感等优势,偏振激光雷达还能够对粒子形态做区分,根据消光系数及退偏比值识别云、雾、烟尘等。利用偏振激光雷达进行扫描观测,可以实现火灾烟尘的快速识别。通过对不同波长的激光雷达探测距离进行仿真,结果表明,波长为1 064 nm的激光雷达探测距离为532 nm波长的1.3～1.4倍。通过优化扫描策略及算法,可剔除固定障碍物及临时移动障碍物的影响。为避开安装点位周边高度相近的障碍物,通常会给激光雷达设置一定仰角,对存在探测仰角时产生的水平距离偏差及垂直高度测量偏差进行计算,当激光雷达探测仰角为2°时,6 km处测量高度偏差为209.397 m。使用高斯烟羽模型对烟尘浓度分布进行仿真,当大气稳定度为B,平均风速为1 m/s时,200 m高度处烟尘浓度分布高值点距地面火点的径向距离≥1 km,为火点准确定位提供了修正依据。分别在辽宁省盘锦市盘山县绕阳湖景区,广东省东莞市观音山森林公园进行外场实验,偏振激光雷达在开阔地带及多障碍物山体地带下,均能够快速识别烟尘。     

瑞利激光雷达超窄带滤光器参数设计及性能分析

白天太阳光背景辐射严重降低雷达系统的信噪比,从而影响探测高度和精度。为实现对中高层大气相关参数的全天时测量,利用Nd:YAG激光器产生的355 nm激光束作为光源,研制了用于全天时的超窄带滤光器。从原理出发,利用FP标准具透过率曲线单支具有超窄带宽的特性,设计了一款用于进行白天观测的级联式超窄带滤光器;给出了该超窄带滤光器近似透过率函数形式,定义了滤光器性能评价函数,给出了设计方法;通过定义的滤光器性能评价函数,对超窄带滤光器主要参数进行了优化设计,给出了各光学部件具体参数,给出了超窄带滤光器的信噪比提升效果;最后,通过具体实验对各标准具及级联状态下的系统透过率进行了标定,经曲线拟合表现出较好的一致性。     

Coherence Length Reduction of a Laser Diode Beam

ＣｏｈｅｒｅｎｃｅＬｅｎｇｔｈＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆａＬａｓｅｒＤｉｏｄｅＢｅａｍ￥ＳＵＮＤｏｎｇｓｏｎｇ；ＤＥＮＧＨｕａ；ＱＩＡＯＬｉｊｉｅ；ＬＩＵＳｈｉｇａｎｇ（孙东松，邓桦，乔立杰，刘世刚）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｈａｒｂ...     

光子累计方法在成像激光雷达中的应用研究

介绍了一套自行研制的采用光子计数探测的1064nm激光雷达系统。理论分析了光子计数探测技术和信噪比的改善．实验研究了改善信噪比的脉冲累计方法。给出了光子累计脉冲与信噪比之间的平方根关系,以及不同距离下的探测结果。另外,讨论了光子累计在两种成像方式下,相同参数的数值模拟和比较。结果表明：采用大发射光束和光子累积方法进行探测的信噪比,比单光束、大光强和逐行扫描方式的探测在理论上要好些。即探测概率高。     

瑞利散射测风激光雷达接收机的研究

介绍了分子散射多普勒测风激光雷达的基本原理。优化了三通道法布里-珀罗标准具的自由谱范围、带宽、峰值间隔和有效口径等参数。设计了分子散射多普勒测风激光雷达接收系统的结构,设计时充分考虑了系统的热稳定性和机械结构的稳定性。该接收机结构非常紧凑,可以放置在宽度约48cm(19in)、长度550mm的机柜中。具有这种接收机的多普勒测风激光雷达具有很好的商业应用前景。