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差分吸收激光雷达系统探测背景大气SO2和NO2

Differential Absorption Lidar System for Background Atmospheric SO2 and NO2 Measurements

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摘要

研制了一套可用于探测背景大气SO2和NO2的差分吸收激光雷达系统。该系统利用两台Nd∶YAG激光器的二倍频和三倍频产生532 nm/355 nm的激光, 分别去抽运四台窄线宽的染料激光器, 从而获得测量大气SO2和NO2分布所需的两对激光波长300.05 nm/301.5 nm和446.6 nm/448.1 nm。实验数据表明, 在晴朗的天气条件下, 当空间分辨率为15 m且积分时间为30 min时, 大气SO2和NO2的测量精度分别可达±2.0×10-9和±5.0×10-9, 激光雷达探测的大气SO2和NO2平均浓度与当地气象部门同时间报告的浓度较一致, 显示了差分吸收激光雷达技术监测低浓度SO2和NO2时空分布的能力。

Abstract

A differential absorption lidar (DIAL) system has been developed for background atmospheric SO2 and NO2 measurements. Second harmonic and third harmonic (532 nm/355 nm) of two Nd∶YAG lasers are used to pump four dye lasers, respectively. Two pairs of laser beams 300.05 nm/301.5 nm and 446.6 nm/448.1 nm are obtained for profiling atmospheric SO2 and NO2. Observation results show that accuracies of atmospheric SO2 and NO2 measurements under clear weather condition can be within ±2.0×10-9 and ±5.0×10-9, respectively, when spatial resolution is set to 15 m and integration time is seted to 30 minutes. Averaged atmospheric SO2 and NO2 concentrations observed through SO2/NO2 DIAL conform with the results of meteorological department at the same time. It shows that DIAL technique has the ability to measure the space-time distribution of low concentration of SO2 and NO2.

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补充资料

中图分类号:P412.291

DOI:10.3788/CJL201845.0911009

所属栏目:“激光吸收光谱技术及应用新进展”专题

基金项目:国家重大科研仪器设备研制专项(41127901)、国家自然科学基金(41575032, 41505019)

收稿日期:2018-03-07

修改稿日期:2018-05-18

网络出版日期:2018-06-04

作者单位    点击查看

胡顺星:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
陈亚峰:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥230026
刘秋武:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥230026
孙培育:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥230026
黄见:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
杨杰:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥230026
王杰:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥230026
刘琳琳:中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥230026

联系人作者:陈亚峰(cyfustc@mail.ustc.edu.cn)

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引用该论文

Hu Shunxing,Chen Yafeng,Liu Qiuwu,Sun Peiyu,Huang Jian,Yang Jie,Wang Jie,Liu Linlin. Differential Absorption Lidar System for Background Atmospheric SO2 and NO2 Measurements[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(9): 0911009

胡顺星,陈亚峰,刘秋武,孙培育,黄见,杨杰,王杰,刘琳琳. 差分吸收激光雷达系统探测背景大气SO2和NO2[J]. 中国激光, 2018, 45(9): 0911009

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