山东师范大学物理与电子科学学院山东省光场调控工程技术研究中心，山东 济南 250358
利用分数涡旋光束进行信息传输，可以大大提高通信系统的容量。但在接收端准确测定分数涡旋光束的模态，尤其在信道中存在湍流的情况下，存在一定的困难。本文提出了改进的残差网络（I-ResNet）以提高模态检测的正确率。实验结果表明，本文构建的网络能够准确地识别光束模态，且具有较好的泛化性。在传输距离为1500 m、弱湍流（）、模态分辨率时，准确率可以达到100%；强湍流（）、时，准确率可以达到96.5%。随着湍流强度或传输距离的增加，正确识别率下降。这些结果对自由空间光通信系统设计具有一定的指导意义。
分数阶涡旋光束 模态分辨率 改进的残差网络 大气湍流 光学学报
2023, 43(23): 2326001
山东师范大学 物理与电子科学学院 山东省光处理工程技术中心 山东省光学与光子器件重点实验室，山东 济南 250014
气溶胶已被确定为辐射强迫评估中的不确定因素之一。激光雷达是气溶胶观测的有效遥感工具。利用车载激光雷达，采用固定垂直探测与移动走航监测相结合的探测方式，对安平县的颗粒物浓度进行了连续探测。固定探测结果与环保部空气质量先上升后下降的趋势一致。移动导航探测能够快速、准确地定位污染源的位置。最后，通过对比喷撒抑尘剂前后的走航监测结果，得出喷撒抑尘剂可以有效降低颗粒物浓度。
激光雷达 气溶胶 固定探测 移动走航探测 lidar aerosols fixed vertical detection mobile navigation monitoring 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200324
1 山东师范大学 物理与电子科学学院,山东 济南 250014
2 中国科学院 上海硅酸盐研究所 透明光功能无机材料重点实验室,上海 201800
采用结构紧凑的W型谐振腔设计,利用激光二极管(LD)抽运掺镱硅酸钇(Yb:YSO)晶体,用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动锁模元件,实现了稳定的连续锁模皮秒激光运转。在抽运功率为13.5 W时,获得了平均功率2.39 W的连续锁模输出,重复频率为104 MHz,实际测得脉冲宽度为3.2 ps,中心波长为1043.5 nm,光谱半峰全宽约为1 nm。
激光器 激光二极管抽运 Yb:YSO晶体 被动锁模
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
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 北京理工大学光电工程系光电成像与信息工程研究所, 北京 100081
4 山东轻工业学院 数理学院, 济南 250353
在AML-2车载测污激光雷达中,对装有不同气体的拉曼管进行拉曼激发获得相应的强、弱吸收关波长。针对差分雷达激光发射光路转换的特点及提高雷达监测的实时性能要求,基于激光偏振调制原理提出了激光雷达光路分束设计的新方法,对该方法可行性进行了理论分析,并对改进光路的能量损失进行了估算,模拟结果显示改进后的系统延长了仪器的使用寿命,提高了测量的实时性。为提高差分激光雷达实时监测性能提供了一种新方法。
激光雷达 差分吸收 分束 实时 测污
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
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,国家863计划大气光学重点实验室,安徽,合肥,230031
激光雷达探测大气中的CO2气体目前还处在探索阶段,在差分吸收原理基础上,利用气体的受激拉曼散射增益效应,设计出测量CO2气体的非线性拉曼激光雷达系统,并模拟实验得到了增益开关两种状态下的光子计数信号,从而反演出CO2气体的浓度分布结果,在垂直方向上,CO2气体浓度随距离变化不大,合肥地区的浓度含量大约在400ppm 左右.
大气光学 激光雷达 差分吸收 CO2气体
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
中国科学院安徽光学精密机械研究所 国家863计划大气光学重点实验室,安徽合肥230031
利用气体的受激拉曼散射增益效应的非线性雷达技术是探测大气中的CO2气体的重要方法,用Nd:YAG固体激光器(1064 nm)的三倍频光(354.7 nm)注入装有CO2和N2高压气体的拉曼管中,气体的受激拉曼散射(SRS)过程产生两种气体的一阶斯托克斯光,用来作为拉曼雷达的发射种子光源.介绍了产生光源的实验装置,论述了SRS中气体气压变化与一阶斯托克斯光能量输出变化的定量关系,得到最佳能量输出的优化条件,并对SRS中一阶斯托克斯光产生过程的物理机制进行了讨论.并根据光源的试验结果,设计了非线性受激拉曼雷达系统,对前期的普通拉曼雷达进行了实验,得到了初步的实验结果.
非线性拉曼激光雷达 大气二氧 受激拉曼散射过程 Nonlinear Raman lidar At mospheric CO2 SRS process 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1778
