用单板机的测风仪

实时测量几百米甚至更大范围的平均风速,在国民经济和科学研究中具有重要意义.然而,至今尚无一种经济有效的观测手段.我们利用激光在大气中传播的闪烁效应与光路上风速间的关系,采用DBJ-80单板机,充分发挥软件功能,不需要模数转换系统做成了实时测     

激光雷达用紫外—可见多波长同时输出的激光系统

报导了同时探测多种大气成分的空间垂直分布的激光雷达用多波长激光光源系统.该系统通过Nd∶YAG激光器选模输出的1064 nm激光经一级放大后,分成两束,其中一束光再通过放大,经过二倍频器及三倍频器后输出532 nm和355 nm激光束,532 nm波长的激光用于探测大气中气溶胶和温度的空间垂直分布;355 nm波长的激光用于探测平流层臭氧的参考光,同时也是使用Raman方法探测水汽混合比分布的激光光源.另一束1064 nm的激光通过放大后,经过二倍频器及四倍频器输出266 nm激光,其用作泵浦高压氘气拉曼(Raman)频移器而输出289 nm波长激光(1阶Stokes),用作探测对流层臭氧的吸收波长.通过同时使用XeCl准分子激光器输出308 nm波长的激光,采用差分吸收方法探测大气臭氧的垂直分布.最后给出了合肥地区一些典型的探测结果,如大气臭氧、气溶胶、水汽及温度等的分布及其特点.(OB19)     

测量大气气溶胶和水汽的车载式激光雷达系统

为满足国家对大气参数测量的需求,成功研制了新型车载式大气探测激光雷达系统。该激光雷达主要是通过接收激光与大气中气溶胶粒子和水汽以及氮气分子间的米和拉曼散射信号,结合相应的激光雷达方程,反演出大气水平能见度、垂直气溶胶消光系数和水汽混合比。最终的实际测量结果与对比实验显示,该激光雷达可以对对流层的大气气溶胶进行昼夜连续观测,对夜晚8 km高度范围内以及凌晨和傍晚时分边界层内的水汽进行测量。相应大气水平能见度的测量误差小于20%,而垂直大气气溶胶和水汽的测量误差最大不超过30%。     

红外激光漂移与扩展的初步观测

激光在大气中传输时受湍流的影响而产生漂移与扩展效应。我们利用电视摄象和假彩色显示作了观测。文中介绍了激光漂移与扩展的基本原理和实验装置,并报告了实验的初步结果。     

红外激光在近地面大气中的抖动与扩展

有限光束在湍流大气中传输时除产生强度和相位起伏外,还存在抖动与扩展现象,对某些激光工程造成有害的影响。过去常用照相法或一维光机扫描法进行测量。前者不能用于红外光,而且需要一套复杂的后处理设备,后者不能用于脉冲光,而且精度较低。电视摄象技术可以克服上述缺点。但图象数据的频带较宽,数据量很大,任何环节的人工处理是难以承受的,而一般微计算机也难以胜任。我们采用变速扫描方案就能实现微计算机自动采集与运算。全部方案由摄象机、录象机、视频存贮器,数据采集器,微计算机和假彩色监示器组成。首先以正常电视制式存贮图象,然后慢速读出,一秒钟时间即可输入一帧图象至微计算机,最后进行等效直径及强度重心等运算,对多帧图象作统计平均后就可求出抖动方差与扩展方差。     

激光雷达方舱天窗自动控制系统的设计

介绍了基于ATMEGA16的激光雷达方舱天窗自动控制系统的工作原理.着重阐述了系统硬件和软件实现的方法.系统以ATMEGAl6单片机为核心,配合使用了一种新型雨水传感器和步进电机等设备,实现了对激光雷达方舱天窗开闭的自动控制.     

Raman-Mie激光雷达测量对流层大气气溶胶光学特性

为了研究合肥上空对流层大气气溶胶的光学特性,研制了一台Raman-Mie激光雷达,用来测量大气气溶胶的消光系数、后向散射系数和激光雷达比的垂直分布。文中介绍了研制的Raman-Mie激光雷达系统和数据处理方法,并且给出了几个测量结果。在冷锋过境时,激光雷达测量的整层对流层中大气气溶胶的后向散射系数的时空变化表明,大量的气溶胶粒子被冷空气输送到合肥上空,大气气溶胶在4 km以下的垂直分布有剧烈的变化,混合层顶的高度被抬升到了3 km附近。Fernald方法和Raman方法反演的大气气溶胶光学特性的对比结果表明,该激光雷达能够测量合肥上空大气气溶胶层中的消光系数、后向散射系数和激光雷达比廓线。     

瑞利-拉曼散射激光雷达探测大气温度分布

介绍一台用于夜晚探测大气温度分布的L625瑞利-拉曼(Rayleigh-Raman)散射激光雷达。采用Nd：YAG激光器三倍频输出355nm作为发射激光，利用弱光子计数技术检测大气中分子的瑞利散射和N2分子振动拉曼散射回波，分析得到了平流层和对流层中上部大气温度的垂直分布廓线。其观测结果分别与HALOE／UARS卫星和无线电气象探空仪结果进行了对比分析。其中，激光雷达观测的平流层温度与HALOE卫星的结果对比表明，它们在高度25～65km内显示出较好的一致性，20个夜晚的平均温度差别基本上小于2K。激光雷达与无线电气象探空仪探测的对流层温度在高度为5～18km内反映了较为一致的分布趋势，15个夜晚的平均温度差别在6～16．5km高度内小于3K。这些结果表明，L625瑞利-拉曼散射激光雷达观测数据可靠，可用于大气温度分布的常规观测和分析研究。     

强湍流条件下激光闪烁的若干特征

本文从实验上论证了激光闪烁研究中对数强度方差与湍流、波长、距离的理论关系,详细讨论了强湍流条件下闪烁的各种特征,其中包括概率分布、频率分布、相关函数、口径平滑效应等。     

利用激光闪烁遥感风速

根据激光闪烁遥感测风的原理,利用广义形式的湍流谱函数导出了归一化协方差函数在零延迟时刻斜率的普遍表达式,并讨论了权重函数的性质。现场测量证明,利用相关斜率法遥感横向风速是可行的。