邊界層溫濕度廓線激光雷達(dá)探測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、溫濕度在大氣很多化學(xué)和物理過程中起到重要的作用，也是非常重要的氣象參數(shù)。為實(shí)現(xiàn)邊界層附近溫濕度廓線探測(cè)，研制了一套基于高線分辨率分光光學(xué)系統(tǒng)的溫濕度廓線激光雷達(dá)系統(tǒng)，并對(duì)純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼探測(cè)信號(hào)進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)邊界層溫濕度廓線探測(cè)的目的。主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)研制了適用于邊界層高度的溫濕度廓線激光雷達(dá)系統(tǒng)。利用氮?dú)夂脱鯕饧冝D(zhuǎn)動(dòng)拉曼信號(hào)反演溫度廓線，利用氮?dú)夂退駝?dòng)拉曼信號(hào)反演濕度廓線，系統(tǒng)同時(shí)探測(cè)532nm波長(zhǎng)的瑞

2、利-米散射信號(hào)。
　　(2)完成了基于雙光纖雙視場(chǎng)的低盲區(qū)設(shè)計(jì)。本文給出了邊界層溫濕度廓線激光雷達(dá)主要組成部分的設(shè)計(jì)和考慮，為了滿足邊界層低盲區(qū)探測(cè)的需求，提出了雙光纖的雙視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，盲區(qū)可以壓制到60米范圍，達(dá)到了低盲區(qū)探測(cè)的目的。
　　(3)研制了高線分辨率的測(cè)溫分光光學(xué)系統(tǒng)。純轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)溫拉曼需要達(dá)到0.1nm每毫米的線分辨率，本文采用雙光柵設(shè)計(jì)應(yīng)用非球面鏡來和長(zhǎng)焦距聚焦鏡來實(shí)現(xiàn)邊緣成像球差的校正，達(dá)到對(duì)連續(xù)光譜提取

3、的目的，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的高線分辨能力探測(cè)目的。
　　(4)研制了高精度的水汽分光光學(xué)系統(tǒng)。本文采用高刻線密度數(shù)的光柵進(jìn)行分光，振動(dòng)拉曼光譜的分辨率最高可以達(dá)到0.66nm;研制了多通道多波段調(diào)試光源，并利用它完成了分光光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào);完成了邊界層溫濕度廓線激光雷達(dá)收發(fā)光學(xué)系統(tǒng)同軸度調(diào)節(jié)方法，并驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的合理性。
　　(5)研究了溫濕度反演算法和標(biāo)定方法。定量測(cè)量了測(cè)溫分光光學(xué)系統(tǒng)各個(gè)通道的對(duì)瑞利-米散射信號(hào)抑制比，