拉曼氣溶膠激光雷達(dá)探測(cè)原理

光波的物理量可由強(qiáng)度、波長（頻率）、相位、偏振態(tài)及指向性等來表示。光與物質(zhì)相互作用主要表現(xiàn)為吸收及散射現(xiàn)象，按作用機(jī)理可以分為氣溶膠等顆粒物引起的米氏散射，大氣分子及原子等引起的瑞利散射、拉曼散射、熒光及共振散射和吸收等現(xiàn)象。通過對(duì)各種散射機(jī)理及效果進(jìn)行分析，可以探測(cè)物質(zhì)的物理及化學(xué)信息。大氣探測(cè)激光雷達(dá)工作原理與微波雷達(dá)相似。一般采用脈沖激光器作為發(fā)射源，向大氣中發(fā)射一束具有高指向性、高能量的窄脈沖寬度的激光束，通過望遠(yuǎn)鏡收集大氣中物質(zhì)產(chǎn)生的后向散射光，并對(duì)散射光進(jìn)行光譜分析，剔除雜散光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后獲得電信號(hào)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析及數(shù)據(jù)反演即可得到所需大氣參數(shù)或信息。

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拉曼氣溶膠激光雷達(dá)功能

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1）能見度監(jiān)測(cè)：

該雷達(dá)系統(tǒng)可以提供斜1視能見度（SVR），與跑道能見度（RVR）相比，斜1視能見度更能真實(shí)的反映飛行員的視覺感受。

2）云底高度監(jiān)測(cè)：

該雷達(dá)系統(tǒng)可以提供三維空間云底高度，可以更真實(shí)的反映整個(gè)機(jī)場(chǎng)上空云的三維分布，而普通的云高儀采樣空間僅為其頭頂上方狹小的區(qū)域。

3）霧霾監(jiān)測(cè)：

該雷達(dá)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)平流霧的分布、動(dòng)向及來源，可以為航空預(yù)警提供預(yù)報(bào)服務(wù)。

4）氣溶膠類型甄別：

該雷達(dá)系統(tǒng)可以區(qū)分火山灰氣溶膠、天然灰塵、煙霧、海洋氣溶膠、冰云、水云等成分，為航空環(huán)境預(yù)警提供有力技術(shù)保障。

拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

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用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測(cè)技術(shù)手段的主動(dòng)遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測(cè)方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成;接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測(cè)器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測(cè)器件等組合。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測(cè)方法按照探測(cè)的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多1普勒等激光雷達(dá)。

拉曼氣溶膠激光雷達(dá)歷史

自從1839年由Daguerre和Niepce拍攝張像片以來，利用像片制作像片平面圖(X、Y)技術(shù)一直沿用至今。到了1901年荷蘭人Fourcade發(fā)明了攝影測(cè)量的立體觀測(cè)技術(shù)，使得從二維像片可以獲取地面三維數(shù)據(jù)(X、Y、Z)成為可能。一百年以來，立體攝影測(cè)量仍然是獲取地面三維數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和可靠的技術(shù)，是國家基本比例尺地形圖測(cè)繪的重要技術(shù)。