光强闪烁激光雷达的背景噪声分析

介绍了光强闪烁 激光雷达回波信号中背景噪声的分类,通过某次实验中实验条件的变化,获得了采集卡本底噪声、放大器本底噪声、PMT本底噪声、自然背景光噪声和散粒噪声等不同背景噪声叠加在一起的大小和方差信息,以及不同噪声各自本身的方差信息。通过不同噪声之间的比较,发现在未接收激光大气散射回波信号时,放大器本底噪声占主导,自然背景光噪声相对于其他噪声是小量;在接收散射回波信号时,近距离内（低层通道2km,高层通道4km）散粒噪声占主导,远距离上处于弱势。实验结果确定了不同噪声对总背景噪声的贡献程度,为光强闪烁激光雷达从散射回波信号中提取大气湍流信息提供了依据,也为消除噪声对有效信号的影响提供了指导。     

合肥地区PM_(2.5)质量浓度与气溶胶后向散射系数之间吸湿因子的拟合

目前直接探测PM_(2.5)质量浓度高度廓线有一定的困难,但可以通过一定的关系把激光雷达探测出的气溶胶后向散射系数高度廓线转化为PM_(2.5)质量浓度高度廓线。在把气溶胶后向散射系数廓线转化为PM_(2.5)质量浓度的过程中,气溶胶吸湿因子是一个关键的参数。激光雷达系统可探测气溶胶后向散射系数在近地面的高度分布廓线,PM_(2.5)质量探测仪可探测所在处的PM_(2.5)质量浓度和大气相对湿度。将这两种仪器置于同一地点同时进行探测,以获取同一地点同一时间的气溶胶后向散射系数、PM_(2.5)质量浓度和大气相对湿度。在理论的指导下对所探测的数据进行拟合,可得出吸湿因子的表达式。对2016年5月—2017年10月合肥地区仪器所在地的气溶胶后向散射系数、PM_(2.5)质量浓度和大气相对湿度的探测数据进行拟合,获得了PM_(2.5)质量浓度与气溶胶后向散射系数之间吸湿因子的变化规律。     

单波长发射五通道接收激光雷达系统研制

后向散射激光雷达是探测大气气溶胶参数的有力工具,但它存在盲区和过渡区,且需要假设气溶胶的消光后向散射系数比来反演气溶胶的参数,这些限制了它的探测范围和精度。集侧向散射、后向散射和拉曼散射于一体的单波长发射五通道接收激光雷达系统,克服了上述困难。该激光雷达可以探测气溶胶的退偏比廓线、水汽混合比廓线、后向散射系数廓线和消光系数廓线等。气溶胶后向散射系数和消光系数可从地面到对流层顶进行探测,气溶胶退偏比廓线可以在对流层内进行探测,水汽混合比廓线可以在边界层内进行探测。在硬件条件的基础上,分析了各通道的信噪比和探测结果的随机相对误差。实例探测表明:该激光雷达系统数据可靠,探测范围较广。该系统的建立,为进一步深入研究气溶胶消光系数、水汽时空分布以及它们之间相互关系奠定了坚实的实验基础。     

卷云有效激光雷达比反演方法研究

卷云对地球-大气系统的辐射收支平衡有着重要的影响,研究卷云的有效激光雷达比有助于了解卷云的光学特性。介绍卷云有效激光雷达比的多种反演方法,分析它们的特点和适用范围,为合理选用这些方法提供了依据。通过探测实例,对反演结果进行系统误差和随机误差分析,结果表明这些反演方法是相融的和有效的。     

AML-2车载激光雷达测量臭氧的大气后向散射系数项修正方法研究

对于准同时发射两个波长激光的差分激光雷达,在测量时间内,大气波动对两个波长的激光回波信号的影响可能是不相同的.已有的大气修正方法是基于两个波长激光回波信号受到相同大气波动的基础之上,不适用于这种准同时的工作方式.提出了一种新的大气后向散射系数项修正方法,即利用Klett积分法,分别算出差分吸收激光雷达中两个波长激光的大气后向散射系数,得出大气后向散射系数修正项.这种方法应用于AML-2车载激光雷达测量臭氧的数据处理中,比对实验和大量的外场测量结果表明,这种修正方法是可行的、合理的.     

对高斯定理特性与应用的认识

阐述了高斯定理的意义,指出了场强、通量、及电荷代数和及相关概念,并对高斯定理的普遍性及应用高斯定理求解场强的条件作了说明.     

基于CCD的侧向激光雷达系统研制及探测个例

后向散射激光雷达技术已广泛应用于大气气溶胶的探测,但由于有盲区和过渡区,限制了它在近距离段的探测范围和精度。侧向散射激光雷达技术没有后向散射激光雷达技术中的上述缺陷,可实现近距离段气溶胶信号的连续探测,且探测精度较高。开发研制了基于CCD的侧向散射激光雷达系统,它由激光发射、光学接收、几何定标及数据采集等子系统组成。与后向散射激光雷达的对比探测个例表明,该激光雷达系统数据可靠,近距离的有效探测范围为0.02~4 km。这一系统的建立为进一步深入研究近地面层的气溶胶时、空分布奠定了坚实的基础。     

惰性气体三倍频技术产生真空紫外辐射的研究

分别利用Kr气、Xe气三倍频技术产生真空紫外(VUV)激光,其波长范围分别为γ=120.44～122.62 nm 和γ=118.03～118.59 nm,当染料激光器(基频)输出能量是3 mJ/脉冲时,Kr 气在121.6 nm 的转换效率(?)=5.6×10~(-7),Xe 气在118.2 nm 处(?)=5.5×10~(-6),此外还测定了 Kr 气、Xe 气分别在上述波长范围内的单位原子波矢失配值。     

气溶胶粒子消光效率因子的特性研究及尺度谱的拟合

本文利用Mie散射理论，计算出单个球形粒子的消光效率因子Qext，分析它随半径r变化的特性．利用消光效率因子计算出Junge型气溶胶消光系数与波长的关系。并算出Deirmendjian型气溶胶的5种波长消光系数比值表(波长分别为355nm、532nm、683nm、1064nm、1560nm)，根据此表就可拟合出气溶胶的尺度谱．