我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:满堂彩 > 后向散射截面 >

即为各条谱线的后向散射截面。弹性散射参考信号的光子数和纯转动

归档日期:06-24       文本归类:后向散射截面      文章编辑:爱尚语录

  即为各条谱线的后向散射截面。弹性散射参考信号的光子数和纯转动拉曼信号的光子数可分别表示为 分别为入射光大气分子消光系数、入射光气溶胶消光系数、纯转动拉曼后向散射光的大气分子消光系数、纯转动拉曼后向散射光的气溶胶消光系数。由于纯转动拉曼散射的波长偏移仅为 大气分子后向散射截面 一朋和大气分子转动拉曼后

  即为各条谱线的后向散射截面。弹性散射参考信号的光子数和纯转动拉曼信号的光子数可分别表示为 分别为入射光大气分子消光系数、入射光气溶胶消光系数、纯转动拉曼后向散射光的大气分子消光系数、纯转动拉曼后向散射光的气溶胶消光系数。由于纯转动拉曼散射的波长偏移仅为 大气分子后向散射截面 一朋和大气分子转动拉曼后向散射截面 一艘均由理论计算确定 因为同一物质散射 粒子密度相同可约除直接得到尾 艮通过式算得 则可得 尾。以上计算无需基于拉曼谱的多普勒激光雷达灵敏度标定方法研究引入参考模型可独立完成。如果借助 年美国标准大气模式的空气密度得到 则可将忍、尾、如全部测算出。此外 同样采用振动拉曼反演气溶胶消光系数的方法 对纯转动拉曼信号求导亦可得到口 。此外虽然纯转动拉曼谱的总强度几乎不随温度变化 可见其单根谱线强度对温度敏感且要提取离激发波长很近的纯转动拉曼全谱难度很大。经计算可见波长偏移较小的低量子数谱线强度随温度的升高而降低 波长偏移较大的高量子数谱线强度随温度升高而增强。故可在光谱分光系统设计中 多添置一块分光片 分别提取转动拉曼的低量子谱和高量子谱。在演算凰时 可对两块谱进行简单的线性运算得到对温度不敏感的纯转动拉曼参考信号降低全谱提取难度 又可根据两者的温度特性获取大气的温廓线 探索激光雷达多功能化。设置纯转动拉曼高、低量子接收通道的强度分别为 为距离系统常数可由无线电探空仪等标定得到。 两种方法的比较振动拉曼谱与纯转动拉曼谱均能实时提供获取气溶胶后向散射比廓线的方法 用来标定多普勒测风激光雷达的灵敏度。单从理论计算上看 纯转动拉曼无疑更具备优势 、纯转动拉曼谱的谱线强度高于氮气振动拉曼谱 个数量级 信号更易探测 、纯转动拉曼谱波长偏移小 无需额外计算大气透过率差异引起的指数项 运算较之振动拉曼谱简化很多 基丁拉曼谱的多普勒激光省达灵敏度标定方法研究 、如若只计算 不解成 纯转动拉曼的方法无需引入标准大气模式、纯转动拉曼还可以额外提供大气温廓线的获取方案。继而 我们进行了两套新系统的设计 器件调研采购 系统模拟与实验 进一步对上述方法开展比对 发现纯转动拉曼 系统由于几块应用光谱间隔很近 在光谱分离提取上要求具备极高的器件加工工艺 耗资经费高 光学器件定位要求严格 并不容易完成理想构建 反而振动拉曼 系统的光谱间隔很远分光容易 系统搭建具备更高的实践性。如下分别从侧重实验和侧重模拟的角度对两套系统进行论述。 下定山‘法研究激光雷达系统振动 弹性散射谱间距较远较容易实现危保证对弹性散射光高抑制比的条件下进行提取 首先丌腮了利用振动拉曼谱测量 。方案的实验。 色分光片划分【波中的弹性散射谱和振动拉曼谱 利用干涉滤光片提取氮 振动拉曼谱 同时针对弹性散射较强的问题 在振动拉曼接收通道中添置两片弹性散射的截止片 进行对弹性散射的抑制。 系统构成 激光雷达系统的构成框图如图包含激光发射、回波接收和数掘采集三个了系统 拉曼谱的多普勒激光省达灵敏度标定办法研究发射系统如图 所示 激光雷达系统由波长 激光器作为激光光源单脉冲能量经能量计测得可达 左右 激光发散角为 脉冲重复频率 。激光经 最后经由反射镜入射到大气中进行探测。接收系统图 实验发射、接收及数据采集系统接收系统包括望远镜、 光纤耦合器、光纤、 分光片、 干涉滤光片、 长波通滤光片、 中性密度衰减片、碘池和 光电倍增管等器件。激光的发射和接收采用同轴系统 提高弱光信号的探测能力。系统采用直径 、发散角 塞格林望远镜接收气溶胶和大分子的后向散射光。回波信号通过望远镜聚集并【 光纤祸合导入光纤 并从另。端的光纤耦合广】出射。如图 所示 网波信号光入射到分光片 的信号光包含 弹性散射谱反射 的信号光荩丁拉曼谱的多普勒激光雷达灵敏度标定办法研究 包含氮气振动拉曼谱 透射。 的信号光经过中性密度衰减片 透过率为 抑制近场的弹性散射饱和 而后入射到窄带干涉滤光片 提取弹性散射谱后续由 能量分束器分束分别进入弹性散射测量通道和弹性散射的参考通道。 的信号光入射到连续两片长波通滤光片 透过氮气振动拉曼谱并加强对弹性散射光的抑制最后入射到干涉滤光片 上提取氮气振动拉曼谱 同时对 回波的抑 累计达到 以上 保证拉曼弱信号提取时消除弹性散射泄漏的影响。 分光和滤色器件的参数表实验进行气溶胶消光系数、后向散射系数及的测量 激光垂直入射大气探测 未添黄弹性散射测量通道。弹性散射谱的接收通道和氮气振动拉曼谱的接收通道统一采用滨松的 光电倍增管图 进行光电检测 此型号 光谱响应范围宽 峰值响应波长 灵敏度高 阴极灵敏度 。为减少接收盒内 杂散光进入振动拉曼通道 用内壁涂黑的纸板盒将拉曼接收通道罩住如实验图 示。基于拉曼谱的多普勒激光雷达灵敏度标定方法研究 光谱响应曲线“最右上方 数据采集数据采集系统 系统和计算机来完成。系统同时具备 采集和光子计数的功能。 采样率最高可达 分辨率采用 光子计数最高计数率可达光子计数距离库 计算机中装载测控调试软件 实时显示采集到的数据。系统的总体参数如表 系统实验测量表 系统参数— 基于拉曼谱的多普勒激光雷达灵敏度标定方法研究振动拉曼为弱光信号探测为提高探测信噪比 实现原理测量 实验于夜间进行 故可忽略天空背景光的噪声影响 光电倍增管暗电流为 可于实验测量中通过减除本底噪声滤除。 弹性散射与拉曼散射通道回波信号检测实验首先对振动拉曼接收通道的信号进行确认 一、系统在晴朗干洁天气条件下 累积 分钟 信号可探测至 将采集到的两通道回波信号如图进行对比 时探空资料基于拉曼谱的多普勒激光雷达灵敏度标定方法研究 弹性散射通道加有 的衰减片 可见两通道回波强度峰值之比为则实际值约为 符合 模型 对分子后向散射截面的理论计算值。弹性散射通道在 处探测到较强散射信号 可能为薄云层的散射。拉曼通道为纯分子散射 探测到均匀的大气分子散射信号。二、在接收系统分光前接上 的窄带干涉滤光片 检测拉曼通道的 弹性散射干扰和接收系统内杂散光影响 测得拉曼接收通道的回波如图“ 拉曼通道的及杂散噪声该信号强度约为拉曼通道正常检测的 且多为本底噪声。故检测信号应为氮气振动拉曼光谱且未滤除的弹性散射以及杂散光的泄漏影响基本可以忽略。 振动拉曼信号反演相关大气参数 测量气溶胶消光系数、后向散射系数和气溶胶后向散射比冠激光雷达比 本实验数据均于同一地点采集。测量所选用的参考高度为 对原始信号作滑动平均处理 滑动窗口选 。该日晚上有海雾 未见星光 月光较弱。两个通道的回波强度如图 基于拉曼谱的多普勒激光雷达灵敏度标定方法研究旦 弹性散射回波氮气拉曼回波。 对平滑处理后的两个通道分别测算其信噪比根据光子探测泊松统计误差 得到各通道个脉冲累积下的信噪比为 触分别为接收通道采集的回波信号光子与暗计数光子 假设累积为 分钟

  基于拉曼散射多普勒激光雷达灵敏度标定方法研究基于,拉曼,方法,激光雷达,多普勒,拉曼散射,反馈意见

本文链接:http://goldsfida.com/houxiangsanshejiemian/21.html