非线性拉曼激光雷达测量CO2气体的研究

提出了利用气体的受激拉曼散射(SRS)效应激光雷达光源来探测大气中的CO2气体的新方法,设计出探测大气中CO2气体含量的非线性拉曼增益激光雷达,用Nd:YAG激光器(1064 nm)的三倍频光(354.7 nm)通过分别装有CO2气体和N2气体的拉曼管,分别得到CO2气体和N2气体的受激拉曼散射的一阶斯托克斯线(S1),并用S1线作为雷达的种子发射光源.通过实验得到拉曼管中的气压与S1能量的变化关系,对其优化条件和物理机制进行了分析.该实验方法已经成功测出了大气中CO2气体的回波电压信号.     

基于Raman激光雷达反演大气污染气体浓度几种方法

Raman激光雷达是探测大气污染气体的一种重要方法,雷达回波反演是其中的重要步骤,反演的关键在于正确得到透过率指数因子.以消光系数为中心的三个方案,介绍了目前已普遍采用的方法、应用532 nm大气消光系数间接求取α(λ1,z)和α(λ2,z).提出了两种新方法:(1)采用拉曼波长与待测气体相近的参考气体,α(λ1,z)=α(λ2,z);(2)借助λ1和λ2的Mie-Rayleigh散射回波求取指数因子.     

Generation of UV laser light by stimulated Raman scattering in D2, D2/Ar and D2/He using a pulsed Nd:YAG laser at 355nm

A pulsed Nd:YAG laser at 355nm is used to pump Raman cell filled with D_2, D_2/Ar and D_2/He. With adequately adjusted parameters, the maximum photon conversion efficiency of the first-order Stokes light (S_1, 396.796nm) reaches 33.33% in D_2/Ar and the stability of S_1 in pure D_2 is fairly high, the energy drift being less than 10% when the pump energy drifts in the range of 5%. The conversion efficiency and stability, which are functions of the composition and pressure of the Raman medium and the energy of pump laser, are investigated. The result has been used to optimize the laser transmitter system for a differential absorption lidar system to measure NO_2 concentration profiles.     

可见光谱区水汽分子碰撞加宽的理论计算

根据能级的实验数据,采用最小二乘法拟合得到水汽分子(202),(122)和(004)振动态的Watson的Hamiltonian常数值。利用这些常数值和修正的量子傅里叶变换(QFT)(即QFT^*)方法,分别计算了水汽分子(202)带中已有实验数据的一些谱线的氮分子碰撞加宽线宽,以及(202),(122)和(004)带^eR(1,1)支谱线的氮分子碰撞加宽线宽、及线宽的温度依赖关系。与实验结果比较表明,利用拟合方法求得的Hamiltonian常数值是合理的,而且QF 关键词：     

激光雷达探测污染气体最小浓度的估算方法

探测大气中污染气体的浓度是激光雷达的一个重要应用方面,最小可探测浓度是衡量一个雷达系统的重要指标。从测量的误差理论出发、分析得出了一般情况下．被测量最小值的估算方法：当被测量的相对误差为100％时,此时的被测量的大小就是可探测量的最小值。把此方法应用到激光雷达中来．得出了差分吸收激光雷达和拉曼雷达探测污染气体最小浓度估算公式．并把它们与已有的估算公式进行了比较,指出了原有估算公式的不足。     

纯转动拉曼激光雷达中阶梯光栅单色仪设计

纯转动拉曼激光雷达测温系统通常根据大气中N2分子高低阶量子数的转动拉曼散射回波信号来反演大气温度,而探测转动拉曼谱的一种有效方法就是采用单色仪。文章阐述了中阶梯光栅单色仪的探测原理和结构,分析了探测谱线的高阶和低阶量子数及对应的拉曼散射波长。通过对中阶梯光栅的分光原理及色散能力分析计算了准直-聚焦系统的焦距,给出了光学系统的设计参数。利用Zemax软件对光路进行了模拟仿真,仿真结果表明:在探测激光波长为532nm的条件下,采用两块中阶梯光栅设计的单色仪,能够将529.05,530.40,533.77和535.13nm的拉曼谱线很好的分开,同时对对称量子数的谱线信号进行求和,增强系统的信噪比。中阶梯光栅单色仪体积较小,利于测温雷达系统的小型化。     

SO2在吸收池内的稳定性研究

在室温条条件下,以Xe灯为光源,利用SO2的紫外吸收光谱,研究了SO2的浓度随时间连续变化规律。实验中考虑了温度和充垫气体N2对SO2的浓度变化的影响。实验结果表明：SO2的浓度基本上是随时间线性变化的;同时,SO2的浓度变化率与光照时间有关。     

水汽分子碰撞加宽的理论研究

本文利用考虑短程强相互作用势、电四极矩_(H_2O)—电四极矩_(N_2)和电偶极矩_(H_2O)—电四极矩_(N_2)—相互作用的QFT理论(以下简称为QFT~*理论),计算了水汽分子纯转动带和_(v_2)振动带谱线的碰撞加宽线宽,以及v_(_2)振动带谱线线宽的温度依赖关系。结果表明:①利用QFT~*方法的计算值比Gamache等人的理论计算值更接近于实验值。③在计算水汽分子吸收谱线的氮分子碰撞加宽时,短程强相互作用势的影响是十分重要的,而电四极矩_(H_2O)—电四极矩_(N_2)相互作用的影响在任何情况下都是不大的,其贡献仅为1%左右。②压力加宽线宽的温度依赖关系是十分复杂的,字不仅与J有关,而且还与K_α有关。     

全光纤多模速度干涉仪的研究

针对传统全光纤单模速度干涉仪在爆炸冲击试验中,前端的单模准直器对高速运动的物体的漫反射光难以有效收集,提出了全光纤多模速度干涉仪的装置。利用超辐射发光二极管作为光源,初步验证了全光纤多模速度干涉仪的可行性。主要阐述了全光纤多模速度干涉仪的原理和结构,并将其与全光纤单模速度干涉仪在喇叭振动速度的实验中进行比较,取得了一致的结果,最后还进行霍普金森压杆撞击实验,实测的速度最大值为10.49 m/s,与理论值10 m/s符合较好。