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一套测量对流层臭氧的差分吸收激光雷达系统

A Differential Absorption Lidar System for Tropospheric Ozone Monitoring

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摘要

差分吸收激光雷达是探测对流层臭氧分布的一种先进工具。研制了一套车载差分激光雷达系统,系统基于NdYAG四倍频激光和拉曼频移技术产生紫外差分光源,并采用卡塞格林(Cassegrain)型望远镜,利用光栅光谱仪分离四波长的回波信号,使用光子计数和模拟采集相融合的方式采集数据。讨论分析了系统的测量精度并与臭氧探空仪进行了对比验证实验。实验结果表明,两台仪器测量的对流层臭氧具有很好的一致性,证实了车载差分吸收激光雷达系统及臭氧浓度分析软件的可靠性。

Abstract

The differential absorption lidar is an advanced instrument for monitoring atmospheric ozone concentration profile. A new vehicle differential absorption lidar is developed. The lidar system emits four wavelengths ultraviolet laser based on a frequency quadrupled NdYAG laser and Raman shifting technique. A Cassegrain telescope is used and the grating spectrometer is used to separate the backscatter signals of the four emited wavelengths. The data is collected by photon counting and analog acquisition integration mode. The accuracy of measurement system is discussed and analyzed. The lidar system and ozonesonde under took experiments at the same time. Experimental results show that tropospheric ozone profiles derived from lidar and ozonesonde are in good agreement, suggesting that the vehicle differential absorption lidar system and ozone concentration analysis software are reliable.

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中图分类号:TN958.98

DOI:10.3788/cjl201239.1113001

所属栏目:大气与海洋光学

责任编辑:宋梅梅  信息反馈

基金项目:国家863计划(2009AA06A311)、国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ120024)和合肥物质研究院青年人才基金(Y03RC11122)资助课题。

收稿日期:2012-05-20

修改稿日期:2012-07-01

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范广强:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
刘建国:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
陈臻懿:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
刘文清:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
陆亦怀:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
张天舒:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
董云升:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031

联系人作者:范广强(gqfan@aiofm.ac.cn)

备注:范广强(1982—),男,博士研究生,主要从事激光雷达方面的研究。

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引用该论文

Fan Guangqiang,Liu Jianguo,Chen Zhenyi,Liu Wenqing,Lu Yihuai,Zhang Tianshu,Dong Yunsheng. A Differential Absorption Lidar System for Tropospheric Ozone Monitoring[J]. Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(11): 1113001

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