1 安徽省气象局安徽省大气探测技术保障中心, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 安徽 合肥 230026
利用 2014-2020 年 O3 浓度监测资料和同期自动气象站气象数据, 研究了合肥地表 O3 浓度的日变化和月变化规律, 分析了温度、湿度、风速等气象要素对 O3 浓度的影响。研究结果表明: 合肥地区 O3 浓度具有典型的单峰型日变化特征, 通常在 15:00 左右达到峰值, 在 07:00 左右降至日最低值; 最大 8 h 滑动平均值 (O3-8h) 月均浓度变化呈“M”型, 一般在 6 月和 8 月达到全年最高, 在 1 月和 12 月降为最低; O3-8h 月均最高值是最低值的 2.8~3.7 倍, 平均为 3.1 倍; 受气象要素影响, O3 浓度年变化规律与温度基本一致, 与湿度的变化趋势关系不明显。
臭氧 温度 湿度 风速 相关 ozone temperature humidity wind speed correlation 大气与环境光学学报
2022, 17(2): 205
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 航空光学成像与测量中国科学院重点实验室, 吉林长春130033
2 空军装备部驻长春地区军事代表室, 吉林长春130000
3 空军参谋部, 北京100843
利用平面反射镜进行光路折转以减小航空遥感器体积及质量是一种常用设计手段，而平面反射镜的引入对航空遥感器的装调工作提出了更高的要求。为此本文提出了一种用于航空遥感器平面反射镜系统的装调方法。利用坐标变换法建立经纬仪测量数学模型，推导出单个平面反射镜组件及平面反射镜系统角度偏差（俯仰偏差及方位偏差）与经纬仪测量值之间的对应关系。提出了利用经纬仪完成平面反射镜系统角度偏差测量及装调的方法。最终使镜头光轴与焦平面安装面法线的俯仰偏差和方位偏差均满足不大于2′的指标要求。应用该方法已完成10余套航空遥感器反射镜系统的装调，方法方便高效。同时，该方法可为各种光学仪器中平面反射镜角度标定及装调提供解决思路。
航空遥感器 反射镜 角度偏差 装调 标定 aerial remote sensor reflecting mirror angle deviation alignment calibration
1 太原理工大学物理与光电工程学院新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
2 密码科学技术国家重点实验室, 北京 100878
利用外腔反馈的半导体激光器产生的混沌激光作为熵源,理论模拟和实验研究了不同强度和带宽的量子噪声注入对混沌激光熵含量的增强效果,利用反馈时延τext、τext/2和τext/3处的排列熵均值,量化了混沌激光的复杂度,并利用不同维度排列熵增,判别了混沌噪声的主导过程。实验上通过平衡零拍探测系统制备了量子散粒噪声,测量了100,300,500 MHz不同量子噪声带宽注入下混沌激光熵增随量子噪声强度的变化。结果表明,窄带量子噪声可有效提高宽带混沌激光的熵含量,强度为15 dBm、带宽为100 MHz的量子噪声将3.8 GHz带宽的混沌激光熵值增至0.998,随着量子噪声强度的增大,混沌激光的熵含量增至最大时的量子噪声带宽降低,并获得噪声主导的混沌激光熵源。
量子光学 激光光学 混沌 量子噪声 半导体激光器 排列熵 中国激光
2021, 48(21): 2112001
1 中国科学院大气物理研究所 中层大气和全球环境探测重点实验室，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国极地研究中心 自然资源部极地科学重点实验室，上海 200136
4 武汉大学 电子信息学院，武汉 湖北 430072
5 山东省科学院海洋仪器仪表研究所，青岛 山东 266100
6 中国科学技术大学 中国科学院近地空间环境重点实验室，合肥 安徽 230026
7 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，武汉 湖北 430071
一套瑞利散射激光雷达已部署在南极中山站（69.4° S, 76.4° E）用于探测大气密度和温度。该激光雷达的光源为二倍频Nd:YAG脉冲激光器，重复频率30 Hz，单脉冲能量约400 mJ，同时使用一台0.8 m口径的垂直指向望远镜作为接收望远镜，可以探测平流层上层及中间层下层（USLM）区域的大气密度及温度廓线。在垂直分辨率为300 m，时间分辨率为30 min的情况下，由光子噪声引起的大气密度和温度测量不确定性分别小于1.5%和1 K。该激光雷达自2020年3月开始在中山站开展常规观测，有助于研究极区USLM区域的大气密度、温度的变化特征以及大气波动的传播特性。
Rayleigh scattering lidar atmospheric density and temperature Antarctica 瑞利散射激光雷达 大气密度和温度 南极 红外与激光工程
2021, 50(3): 20210010
1 中国科学技术大学中国科学院近地空间环境重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站, 安徽 合肥 230026
3 安徽省大气探测技术保障中心, 安徽 合肥 230031
4 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
利用AML-2型车载测污激光雷达测得的合肥梅雨季节大气污染物的监测数据, 研究梅雨季节对流层大气气溶胶和臭氧的时空分布特征, 对比分析雨水对大气污染物消减的影响。结果表明：梅雨季节气溶胶的消光系数较小, 且随着高度增大呈递减的趋势, 在0.5 km高度处, 多天的消光系数为 0.1～0.18 km-1; 持续降水对气溶胶浓度具有显著的消减作用, 梅雨季节之前和梅雨季节气溶胶消光系数的均值分别为0.37 km-1和0.14 km-1; 梅雨季节臭氧的时空变化特征明显, 臭氧浓度随高度的增大而逐渐减小, 臭氧浓度的日差异较大, 2008年6月20日和24日, 0.4 km高度处臭氧质量浓度相差59.5 μg/m3; 与梅雨季节之前相比, 梅雨季节的臭氧浓度大幅减小, 相同高度处臭氧质量浓度均值的差值可达41.8 μg/m3。
大气光学 消光系数 激光雷达 气溶胶 臭氧 梅雨季节
1 中国科学技术大学地球和空间科学学院,中国科学院近地空间环境重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院空间天气学国家重点实验室, 北京 100190
为提高激光雷达回波信号斩光高度的稳定性,针对臭氧探测激光 雷达系统后继光路中直流无刷电机的 高转速高转矩控制系统,提出了模糊自适应PID控制方法。通过模糊推理实现不同状态下PID参数的在线自 动整定,并利用卡尔曼滤波减少控制噪声和测量噪声的干扰。基于控制理论,用Matlab软件进行控制算 法性能模拟,并用LabVIEW平台实现系统的控制算法。结果表明与普通PID控制方法相比,基于模糊自适 应PID控制方法的激光雷达斩光频率阶跃响应调节时间减少33.3%, 延迟时间短60%, 上升时间短42.1%, 斩 光盘的频率抖动仅约为0.0492 Hz。模糊自适应PID控制系统稳态误差更小,有更好的适应性、稳健性和抗干扰性。
激光技术 激光雷达 直流无刷电机 模糊自适应PID 卡尔曼滤波 斩光频率 laser techniques lidar DC brushless motor fuzzy self-adaptive PID Kalman filter chopping frequency
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 空军参谋部, 北京 100843
3 空军航空大学 航空基础学院基础部, 吉林 长春 130000
为了保证月基极紫外相机圆满完成工程任务, 实现对地球周围等离子体层的观测研究, 设计并实现了极紫外相机软件系统。首先, 介绍了软件系统的构成及工作原理; 其次, 对软件系统的关键模块及工作模式进行详细设计; 最后, 对极紫外相机在月球表面长期探测的结果进行详细分析。探测结果表明: 软件系统实现了精准的对地跟踪, 误差≤0.1°, 高压控制到2 850 V时获得了高质量的图像数据, 各功能及工作模式执行正确, 各项性能测试结果满足极紫外相机技术指标要求, 为极紫外相机在月球取得圆满成功的结果起到了重要作用。
极紫外相机 软件系统 等离子体层 extreme ultraviolet camera software system plasmasphere
1 重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
2 中国电子科技集团公司第26研究所, 重庆 400060
采用基于Cortex A8内核的AM3354工业级CPU, 搭载稳定的Linux操作系统, 设计了一款具有多种通信接口、可扩展性强并具有本地图像分析处理能力的工业相机。同时还提出了一种基于vivi的摄像头驱动开发方法, 可快速而高效地为各种CPU开发Linux摄像头驱动程序。
Linux操作系统 工业相机 本地处理 AM3354 AM3354 Linux operating system industrial camera local processing vivi vivi
合肥鑫晟光电科技有限公司,安徽 合肥 230012
自动光学检测系统采用周期性比较和逻辑运算的方法获取缺陷点的信息。但由于其最小周期比较Pitch存在小数,会造成比较对象的非正确选取。利用两点一线原理,可以构建一次线性方程使原来断点模拟成连续的点,达到无论比较距离是会否为整数,都能找到相对应的灰度值的效果。利用此方法可以提高异常点检出的准确度,同时会避免对产品产量、品质及成本的不利影响,具有重要意义。
自动光学检查 彩膜 误检 方程 auto optical inspection color filter error detection equation
1 中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100026
中间层顶区域大气温度和风场是研究中高层大气动力学的重要参量。 简要介绍中国科学技术大学钠测温测 风激光雷达系统。其可用于高分辨率探测中间层顶区域 (80~105 km)大气温度和风场。 给出了该激光雷达测量大气温度和风场的基本原理,对系统的发射部分、 接收部分和光电探测采集及时序控制部分进行简要介绍,给出了该系统探测的大气温度和风场的结果。 温度和风场结果分别与TIMED/SABER卫星仪器和武汉地基流星雷达观测结果进行了对比。
大气光学 中高层大气 大气温度 风场 钠测温测风激光雷达 atmospheric optics middle and upper atmosphere atmospheric temperature wind fields sodium temperature/wind lidar
