张飞飞 1,2,*王国成 3孙东松 1,2窦贤康 1,2[ ... ]李建阅 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学地球与空间科学学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院近地空间环境重点实验室, 安徽 合肥 230026
3 解放军陆军军官学院, 安徽 合肥 230031
基于法布里-珀罗干涉仪的多普勒测风激光雷达可以实现从对流层到中层大气的高时空分辨率风场探测。然而,实际风场观测时,反演出的径向风速总会存在一个偏差,需要外部的参考风场来消除。从理论出发,分析了出现偏差的原因,得出主要影响因素是法布里-珀罗干涉仪和种子激光器的环境温度。随后对该温度的影响进行了实验研究。通过分别对种子激光器和法布里-珀罗干涉仪环境温度的精确控制,测量激光通过已标定的法布里-珀罗干涉仪的透过率来监测相对频率的漂移与温度之间的关系。实验结果表明,环境温度会影响频率漂移,理论上,对于355 nm 测风激光雷达系统,控制1 m/s 的径向风速漂移,种子激光器环境温度引起的频率漂移系数为1650 MHz/K,温度控制的精度须小于0.004 K;法布里-珀罗干涉仪环境的温度引起的频率漂移系数为799 MHz/K,温度控制的精度须小于0.007 K。
遥感 激光雷达  法布里-珀罗干涉仪 
中国激光
2015, 42(8): 0814002
作者单位
摘要
中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽 合肥 230026
:一台用于观测对流层和平流层风场的车载瑞利测风激光雷达于安徽合肥建成,该雷达使用双边缘技术,设计探测高度10~40 km,距离分辨率分别为100 m(20 km高度以下)和500 m(20 km高度以上)。在2011年夏季该雷达于新疆乌鲁木齐地区(42.1°N,87.1°E)进行了风场观测实验并成功观测到了平流层准零风层大气结构,给出了几组夜间典型的风场数据,根据观测结果得出:准零风层底部高度稳定在17~18 km高度而不随时间变化,而准零风层厚度则随时间有一个先增大后减小的趋势,并在北京时间凌晨0点~3点期间达到最大值。在观测中出现的准零风层厚度最大值超过15 km,最小值则仅有约2~3 km。分析认为:准零风层厚度的变化与夜间平流层接收到的紫外线辐射强度变化有关,同一时刻不同纬度上的平流层接收的紫外线辐射强度变化程度不同,导致平流层温度梯度继而大气环流的速度发生变化,从而引起准零风层厚度变化。
大气光学 测风激光雷达 平流层 准零风层 atmospheric optics wind lidar stratosphere quasi-zero wind layer 
红外与激光工程
2015, 44(2): 0482
作者单位
摘要
中国科学技术大学地球与空间科学学院, 安徽 合肥 230026
理论分析表明,双边缘瑞利测风激光雷达技术中,信号通道分光精度影响风速测量精度。因此,在风速误差计算上,需考虑分光比误差,且尽量选择分光稳定性好的仪器。在激光雷达中,常常利用光纤分束器与分束片进行分光。分束片的分光受大气退偏振效应影响,分光不稳定;而光纤分束器分光比需测量,存在测量误差。分析可得,在纯分子散射环境下,由于退偏振效应引起分光片的相对变化为0.07%~0.63%;实验测得多模光纤分束器分光比均值为1.018,标准偏差为0.4%,分析比较后选用分光稳定较好的光纤分束器。最后,进行了瑞利多普勒激光雷达与探空气球的联合测风实验,实验结果表明两者风场分布吻合得较好。
激光遥感 测风 瑞利散射 光纤分束器 分束片 
中国激光
2014, 41(7): 0714001
作者单位
摘要
中国科学院微电子研究所 中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室, 北京 100029
采用图形化蓝宝石衬底(PSS)技术可以降低GaN外延层材料位错密度,提高了发光二极管(LED)的内量子效率(IQE),同时使LED光析出率(LEE)提高。基于PSS技术可以制作高效GaN基高亮度LED。基于已公开发表文献对用于高效LED制作的PSS技术做了综述,介绍了PSS技术演化、PSS的制作方法与主要的图形结构、PSS上GaN外延层生长机制以及PSS对LED性能的影响。PSS结构对LED的IQE与LEE均有提高,但对二者哪个提高更为有效没有定论,最近的研究结果倾向于以为对LEE提高更为有效。PSS对LED的IQE与LEE提高的机制目前并不是非常清楚,对公开发表的PSS对LEE的提高机制提出了不同看法。不同PSS结构与尺寸对GaN质量以及LED性能的影响方面的研究目前还非常缺乏。
材料 图形化蓝宝石衬底 发光二极管 内量子效率 GaN外延生长 光析出率 
激光与光电子学进展
2012, 49(8): 080005
作者单位
摘要
1 中国科学院 安徽光学精密机械研究所 大气成分与光学重点实验室,合肥 230031
2 中国科学技术大学 地球和空间科学学院,合肥 230026
为了获得更为准确的大气风速廓线,使用国内首台基于三通道Fabry-Perot标准具的瑞利散射测风激光雷达进行风场测量,提出了根据实测数据及时调整标准具位置的激光频率反演方法。此方法有效减小了激光频率漂移和抖动造成的反演误差,同时对传统风速算法进行了改进。利用非线性迭代算法处理数据,通过对两种算法处理结果的比较,发现迭代算法具有更高的反演精度。使用非线性迭代算法对三通道瑞利散射多普勒测风激光雷达风场测量数据进行处理,得到了10km~40km的大气风速廓线。结果表明,此种风速反演算法切实可行,并提高了反演精度。
激光技术 瑞利散射 Fabry-Perot标准具 风速反演算法 laser technique Rayleigh scattering Fabry-Perot etalon wind inversion algorithm 
激光技术
2011, 35(4): 481
作者单位
摘要
1 中国科学院 安徽光学精密机械研究所 大气成分与光学重点实验室, 合肥 230031
2 解放军炮兵学院, 合肥 230031
3 中国科学技术大学 地球和空间科学学院, 合肥 230026
4 中国人民解放军65553部队, 辽宁 海城 114200
设计了采用532 nm 种子注入稳频钇铝石榴石(YAG)激光器作为辐射源的基于四通道法布里-珀罗标准具的瑞利和米散射测风激光雷达系统。介绍了激光雷达的多普勒测量基本原理;给出了雷达系统的主要参数, 重点对基于分子后向散射信号的外侧双通道标准具的带宽、自由谱间距、峰值间距等指标进行了详细设计与分析, 确定了内侧双通道标准具参数;对全系统速度灵敏度、信噪比与探测距离的关系进行了理论模拟。结果表明,可以实现从边界层至对流层高低空一体化探测。
多普勒 测风激光雷达 Fabry-Perot标准具 瑞利散射 米散射 Doppler shift wind lidar Fabry-Perot etalon Rayleigh scattering Mie scattering 
强激光与粒子束
2011, 23(4): 949
作者单位
摘要
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国人民解放军炮兵学院三系, 安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 安徽 合肥 230026
利用多普勒测风激光雷达(DWL)进行实地风场探测,对探测数据进行深入分析。介绍了基于三通道法布里珀罗(FP)标准具的多普勒频率检测等基本原理,给出了DWL结构组成和系统参数;并分别给出了该DWL与风廓线雷达(WPR)低空对比探测数据、与气球探空仪高空对比探测数据,结果表明,低空数据的风速偏差在0.1~1.2 m/s,风向偏差在1°~9°之间,高空数据的风速偏差在0.1~2 m/s之间,风向偏差在1°~12°之间,表现出良好的一致性;对DWL数据精度进行分析,得出光束入射角、发散角、信噪比和探测器是影响精度主要因素的结论,从标准具透射率扫描拟合曲线入手,计算得出该型DWL实际探测偏差值高出理论值2.07%。
激光遥感 多普勒测风激光雷达 法布里珀罗标准具 瑞利散射 数据分析 
中国激光
2011, 38(3): 0314002
Author Affiliations
Abstract
1 Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
2 Computer Department, Anhui Finance and Trade Vocational College, Hefei 230031, China
3 School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230031, China
4 Korea Atomic Energy Research Institute, Daejeon, 305-353 Korea
We describe a mobile molecular Doppler wind lidar (DWL) based on double-edge technique for wind measurement of altitudes ranging from 10 to 40 km. A triple Fabry-Perot etalon is employed as a frequency discriminator to determine the Doppler shift proportional to the wind velocity. The lidar operates at 355 nm with a 45-cm-aperture telescope and a matching azimuth-over-elevation scanner that provides full hemispherical pointing. To guarantee wind accuracy, a single servo loop is used to monitor the outgoing laser frequency to remove inaccuracies due to the frequency drift of the laser or the etalon. The standard deviation of the outgoing laser frequency drift is 6.18 MHz and the corresponding velocity error is 1.11 m/s. The wind profiles measured by the DWL are in good agreement with the results of the wind profile radar (WPR). Evaluation is achieved by comparing at altitudes from 2 to 8 km. The relative error of horizontal wind speed is from 0.8 to 1.8 m/s in the compared ranges. The wind accuracy is less than 6 m/s at 40 km and 3 m/s at 10 km.
多普勒测风激光雷达 双边缘技术 法布里-泊罗标准具 瑞利散射 风场 120.0120 Instrumentation, measurement, and metrology 140.0140 Lasers and laser optics 280.0280 Remote sensing and sensors 
Chinese Optics Letters
2010, 8(8): 726

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