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拉曼氣溶膠激光雷達(dá)
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氣溶膠激光雷達(dá)系統(tǒng)采用世界的激光雷達(dá)制造工藝,利用不同波段激光信號(hào)探測(cè)大氣氣溶膠、水汽等垂直闊線,可以實(shí)時(shí)探測(cè)能見(jiàn)度和云底高度等,結(jié)合3D掃描技術(shù),可以探測(cè)污染物的濃度分布及來(lái)源。探測(cè)包括氣溶膠、能見(jiàn)度、水汽、火山灰、煙霧、污染來(lái)源、云底高度、邊界層高度、光學(xué)厚度、消光系數(shù)、后向散射系數(shù)、色比等。
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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(zhǎng)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(jiàn)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)。
化學(xué)戰(zhàn)劑探測(cè)拉曼氣溶膠激光雷達(dá)
傳統(tǒng)的化學(xué)戰(zhàn)劑探測(cè)裝置由士兵肩負(fù),一邊探測(cè)一邊前進(jìn),探測(cè)速度慢,且士兵容易中1毒。
俄羅斯研制成功的KDKhr―1N遠(yuǎn)距離地面激光毒氣報(bào)警系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)距離探測(cè)化學(xué)毒劑攻擊,確定毒劑氣溶膠云的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標(biāo)以及毒劑相關(guān)參數(shù),并可通過(guò)無(wú)線電通道或有線線路向部1隊(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),比傳統(tǒng)探測(cè)前進(jìn)了一大步。
德國(guó)研制成功的VTB―1型遙測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑傳感器技術(shù)更加先進(jìn),它使用兩臺(tái)9― 11微米、可在40個(gè)頻率上調(diào)節(jié)的連續(xù)波CO2激光器,利用微分吸收光譜學(xué)原理遙測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑,既安全又準(zhǔn)確。
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什么是拉曼激光雷達(dá)?
首先明白一下激光雷達(dá),激光雷達(dá)是以激光為光源,通過(guò)探測(cè)激光與被探測(cè)無(wú)相互作用的光波信號(hào)來(lái)遙感測(cè)量的.使用振動(dòng)拉曼技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的激光雷達(dá)技術(shù)即為拉曼激光雷達(dá),主要用于大氣遙感測(cè)量。拉曼激光雷達(dá)屬于遙感技術(shù)的一種。
激光雷達(dá)作為一種主動(dòng)遙感探測(cè)技術(shù)和工具已有近50 年的歷史,目前廣泛用于地球科學(xué)和氣象學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)、生物學(xué)與生態(tài)保持、軍事等領(lǐng)域。其中,傳統(tǒng)意義上的激光雷達(dá)主要用于陸地植被監(jiān)測(cè)、激光大氣傳輸、精細(xì)氣象探測(cè)、全球氣候預(yù)測(cè)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等。隨著激光器技術(shù)、精細(xì)分光技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展,激光雷達(dá)在遙感探測(cè)的高度、空間分辨率、時(shí)間上的連續(xù)監(jiān)測(cè)和測(cè)量精度等方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。
激光雷達(dá)探測(cè)原理
光波的物理量可由強(qiáng)度、波長(zhǎng)(頻率)、相位、偏振態(tài)及指向性等來(lái)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(guò)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(guò)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。