三通道Fabry-Perot标准具在瑞利测风激光雷达中的应用

描述了利用三通道Fabry-Perot(F-P)标准具作为鉴频器直接探测多普勒风场的原理.优化了三通道F-P标准具的设计参数.介绍了基于三通道F-P标准具研制的测风激光雷达接收机的结构.利用355 nm脉冲光,通过调节PZT电压来改变标准具的腔长,对标准具的透过率曲线进行了初步测量,并分析了标准具的参数,标准具的带宽和...     

瑞利多普勒激光雷达频率响应函数的研究

概述了瑞利多普勒测风激光雷达的基本工作原理,讨论和分析了基于F-P标准具双边缘鉴频技术的测量精度,在窄带实验光源和宽带发射光源入射下,分别测量了鉴频器的透过率曲线,并比较了两种光源入射下由于频率响应函数引起的系统误差。结果表明:瑞利测风激光雷达的频率响应函数满足设计要求,在-100~100 m/s的径向风速动态范围内,系统误差随径向风速的增大而增大,宽带光源测量时,由频率响应函数引起的系统误差在0.74~1.38 m/s之间;窄带光源测量时,由频率响应函数引起的系统误差在0.75~0.84m/s之间。窄带光源较宽带光源测量时,系统误差降低了0~0.48m/s。     

积分球在瑞利测风激光雷达中的应用

入射到标准具上的光斑强度分布影响标准具透过率曲线的形状,进而影响风速反演.将激光入射进积分球后在腔壁上发生漫反射,出射激光光斑变均匀,从而使标准具的透过率曲线更准确.同时出射激光脉冲的宽度在时域上变宽,提高了探测的信噪比,扫描得到的标准具的透过率曲线也更稳定.同样的道理,锁定通道的锁定过程也由于这两点改变而更精确.积分球的这两点特性用于355 nm瑞利测风激光雷达系统中将大大提高探测的稳定性和信噪比.将激光通过积分球后扫描透过率曲线,在风速大小为100 m/s的范围内计算得到的风速误差最大值为0.061 m/s,平均值为0.054 m/s.     

瑞利散射多普勒测风激光雷达系统误差分析

系统全面地分析了各种影响因素对瑞利散射多普勒测风激光雷达系统误差的影响,确定了透过率曲线校准精度对系统测量误差起主要作用,同时必须考虑激光频率锁定误差、气溶胶及大气温度估计误差对系统测量误差的影响.实验结果表明:温度和后向散射比相同时,由校准参数差异引起的系统误差比理论值增加10倍以上;后向散射比相同时,系统误差随温度估计误差和多普勒频率增大而增大;大气温度估计误差5 K,校准误差产生的径向速度测量误差随高度和多普勒频率变化,在18 km左右达到峰值,最大值1.4 m/s     

直接测风激光雷达外场实验稳频方法

基于Fabry-Perot标准具的直接探测测风激光雷达是中高层大气风场探测的有效手段之一,系统保持长期稳定地运行是监测风场变化的基本需求;通过对DWL给出的无效探测数据进行的深入剖析,得出是激光发射频率发生了相对漂移所致;然后,搭建实验验证内在机理,得出,Nd:YAG激光器中种子激光器工作环境温度每变化1℃将导致激光发射频率产生1.536 GHz漂移,可致使透过率变化最大达46.1%,标准具工作环境温度每变化1℃相当于激光频率产生的相对漂移量737.7 MHz;当满足小于1 m/s的系统误差时,需要建立三级温控机制,将系统整体处于调控精度为1℃的恒温环境中工作,另外将种子激光器、标准具分别置于调控精度为0.001℃的恒温箱内工作,能够满足风场探测的要求。     

Analysis of Detectors and Transmission Curve Correction of Mobile Rayleigh Doppler Wind Lidar

A mobile molecular Doppler wind lidar （DWL） based on double-edge technique is presented for wind measurement at altitudes from 10 km to 40 km. A triple Fabry-Perot etalon is employed as a frequency discriminator to determine the Doppler shift proportional to the wind velocity. The lidar operates at 355 nm with a 45-cm aperture telescope and a matching azimuth-over-elevation scanner that can provide full hemispherical pointing. In order to guarantee the wind accuracy, different forms of calibration function of detectors in different count rates response range would be especially valuable. The accuracy of wind velocity iteration is improved greatly because of application of the calibration function of linearity at the ultra low light intensity especially at altitudes from 10 km to 40 km. The calibration functions of nonlinearity make the transmission of edge channel 1 and edge channel 2 increase 38.9% and 27.7% at about 1 M count rates, respectively. The dynamic range of wind field measurement may also be extended because of consideration of the response function of detectors in their all possible operating range.     

基于主动轮廓模型的EAST等离子体边界重建

通过分析等离子体边界的等磁通特性,利用主动轮廓模型进行边界重建,给出了主动轮廓的能量计算方法、重建算法、边界磁通和初始轮廓的确定方法。利用EAST实验数据对边界的重建测试表明,该算法具有良好的准确性和实时性。     

一个基于丹磺酰基的荧光探针的合成和表征

合成和表征了一种带有丹磺酰基荧光团的新荧光探针,用荧光光谱测试了它对金属离子的响应。探针的高氯酸盐晶体结构显示苯并咪唑环上的氮原子N(4)被质子化了。实验结果表明探针对Fe3+有好的选择性,并与Fe3+形成了1∶1计量比的配合物。     

激光雷达系统快速准直的方法和光学装置

 研制了一种能够方便、快速调节激光雷达收发光路准直的光学装置,分析了装置楔角的选取要求、准直误差及其相应的矫正方法。该装置结构简单,主要由两个楔形光学平板组成,通过电机转动两个楔板可使出射光束方向在一定范围内任意改变,该调节范围由楔板的楔角和折射率决定。利用折射定律,严格推导了装置中两个楔形光学平板的旋转角度与出射光束方向之间的关系。提出了将该光学装置插入到激光雷达发射光路,采用螺旋式粗扫、圆形和径向细扫相结合的光束扫描方式实现对激光雷达准直的方法,并给出了系统准直调节过程中的判断准则和具体的准直步骤。     

固相萃取净化-气相色谱/串联质谱法测定茶叶中54种农药残留量

建立了固相萃取净化-气相色谱/串联质谱(SPE-GC-MS/MS)分析茶叶中54种农药残留的方法。样品用乙睛提取,提取液经石墨化炭黑/氨基固相萃取柱净化后,采用气相色谱-串联质谱方法在分时段选择反应监测模式下进行测定,外标法定量。当54种农药加标水平为10、50、100μg/kg时,回收率为60%～150%,方法的相对标准偏差小于16%;定量限(LOQ)均小于10μg/kg;在20～320μg/L范围内线性关系良好。方法已用于同时检测茶叶中农药多残留。