基于碘分子吸收池的新型瑞利多普勒激光雷达 |
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作者姓名: | 谭智强 卜令兵 杨彬 |
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作者单位: | 1. 南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室;2. 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(42175145);;江苏省研究生实践创新计划(SJCX22_0362); |
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摘 要: | 研制了一套使用种子源直接放大激光器和时分复用收发的新型瑞利多普勒激光雷达。激光器通过对种子源进行多级光纤和固体功率放大,获得了稳定的60 W高平均功率脉冲激光输出。脉冲激光通过时分复用发射系统向垂直、正西和正北方向交替发射进入大气,从三个方向接收到的激光大气回波信号经过光纤合束后送入同一套碘分子吸收池中进行多普勒鉴频。基于上述系统设计开展了系统探测性能仿真研究和实验验证对比分析,仿真结果表明,系统能够在时间分辨率为30 min、垂直高度分辨率为1 km条件下完成大气温度和经纬向水平风速的同步测量,其中60 km高度处温度理论测量误差为1.99 K,经纬向水平风速理论测量误差为4.78 m/s。系统的验证实验结果表明,60 km高度处大气温度的实测误差为2.4 K,经纬向水平风速的实测误差分别为8.7 m/s和8.5 m/s,反演结果与大气模式和卫星探测结果进行对比呈现了较好的一致性。
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关 键 词: | 传感器 激光雷达 中高层大气 瑞利散射 碘分子吸收池 多普勒效应 |
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