1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心,安徽,合肥,230031
2 北京理工大学光电工程系,北京,100081
介绍了双光栅转动拉曼激光雷达的双光栅单色仪结构,并推导了相应的雷达公式.利用该公式把双光栅单色仪带宽对雷达反演温度带来的影响,简单地转化成双光栅单色仪带宽内包含的转动拉曼谱线对雷达反演温度带来的影响,结果表明多谱线比值反演的温度小于单谱线反演的温度,最大误差达13 K.
激光雷达 双光栅单色仪 大气温度
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
纯转动拉曼测温激光雷达中采用双光栅单色仪结构的优点是能提供优于10-7抑制比, 能够很好地抑制瑞利-米氏散射, 得到纯度很高的转动拉曼谱, 并且能够提高光的透射率, 具有长期稳定性, 但双光栅单色仪的光路结构复杂一直是系统中的难点。首先对两种光栅光路结构进行讨论, 得出光纤对称式光栅光路结构对于光栅效率的利用要优于光纤直线排列式光路结构, 并通过对光栅公式和转动拉曼光谱公式结合, 推导出光栅闪耀级次和衍射角关系方程。当光栅常数为600 line/mm时, 其第5级为最佳闪耀级次。
激光技术 雷达 温度测量 闪耀光栅 光学设计
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
介绍了运用差分吸收激光雷达技术探测臭氧的原理，给出了车载测污激光雷达(AML－2)的系统结构，从垂直、水平、二维扫描等方面分别给出了AML－2探测近地面层臭氧的典型结果和时空分布图，并对其进行了分析。对研究近地面层臭氧时空分布规律和环境污染监测有着重要的意义。
大气光学 车载测污激光雷达 近地面层臭氧 扫描 atmospheric optics mobile pollution detecting lidar surface ozone scanning
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
为有效地控制温室效应和气候剧变，准确可靠地监测CO2气体的变化就变得十分重要。拉曼雷达测量大气中CO2气体含量是一种技术先进的可靠方法。介绍了利用气体的拉曼散射效应来测量CO2含量分布的拉曼激光雷达，分析了拉曼雷达的基本原理，设计了具体的实验检测系统，介绍了实验系统各工作件参数情况。对拉曼雷达的回波信号的反演方法进行了具体阐述，初步取得了大气中CO2气体含量分布规律，合肥地区的二氧化碳气体含量大约在350～400ppmv范围内波动。
激光技术 二氧化碳气体 拉曼激光雷达 信号反演 laser techniques CO2 Raman lidar signal retrieve
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
为验证AML－2车载测污激光雷达对较高二氧化硫浓度及其起伏变化的可测性，对电厂周边二氧化硫浓度作了针对测量。利用Nd∶YAG激光器的四倍频抽运甲烷和氘气，获得它们一级斯托克斯Raman频移波长288．38 nm和289．04 nm用于二氧化硫的差分测量。在烟道方位探测到峰值浓度约1300 ppb的二氧化硫分布。得到了烟囱上下风处垂直剖面二氧化硫浓度分布图。反映了电厂废气排放对周边环境的影响。验证了AML－2车载测污激光雷达对较高二氧化硫浓度及其起伏变化的可测性。
大气光学 激光雷达 差分吸收 Raman频移 二氧化硫 atmospheric optics lidar differential absorption Raman-shifted SO2
中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
在北京城区和城郊利用第二代车载测污激光雷达(AML-2)进行了外场测量实验,利用差分吸收技术从垂直、水平方向分别给出了低层大气中污染物NO2的典型测量数据.结果表明:城区的NO2浓度明显高于城郊地区的水平,并且也证实了利用该系统可以有效地监测低层大气的污染情况,为空气中有害气体的光学遥测提供了有效的测量手段.
大气光学 激光雷达 大气污染 NO2
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 安徽省环境光学监测技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
准确可靠地监测大气中CO2含量变化对于研究全球变暖和气候变化具有十分重要的意义。利用拉曼激光雷达测量大气中的CO2含量分布是一种新颖且容易实现的方法。有效地采集CO2气体的拉曼回波信号并进行数据处理反演出测量结果是整个系统的关键所在。根据拉曼激光雷达的原理和信号处理的理论基础,设计了单通道和双通道两种行之有效的拉曼信号采集方案,并分别对其信号处理方法进行了论证。阐述了单通道采集过程中能量波动所造成的对信号的影响和消除方法,重点解决了采集过程中存在的噪声干扰问题。计算了两种方案在采集1 km处的系统信噪比(SNR),单通道采集时约可达到10,而双通道采集时可提高到20左右。
激光技术 激光雷达 拉曼信号 CO2测量 采集处理
