差分吸收相干激光雷達中偏振分集技術(shù)研究
本文選題:偏振分集技術(shù)(PDT) + 平衡探測。 參考:《光電子·激光》2015年03期
【摘要】:為減小差分吸收相干激光雷達(DIAL)中偏振衰落對回波信號功率反演精度影響,研究了偏振分集技術(shù)(PDT)在相干DIAL中的作用,構(gòu)建了利用STM32控制的雙光束切換DIAL實驗裝置。依托構(gòu)建的裝置,利用平衡探測,分別采用PDT和一般外差探測完成多組次實驗,應(yīng)用單頻檢測方法得到20m光程下吸收氣體不同濃度下相干中頻信號的振幅值,并由此求解出on光和off光回波信號功率。對回波信號功率值差分信息與由HITRAN得到的參考差分信息比較發(fā)現(xiàn):應(yīng)用PDT能使探測分辨率提高4倍,對應(yīng)到2km距離內(nèi),可以探測到3.5×10-6ppm的CO2濃度變化,滿足了氣候研究所需的優(yōu)于1%的精度要求,驗證了PDT消除偏振衰落以及提高相干DIAL分辨精度的作用。
[Abstract]:In order to reduce the effect of polarization fading on the power inversion accuracy of echo signal in differential absorption coherent lidar (Dial), the effect of polarization diversity technique on coherent DIAL is studied. A double beam switching DIAL experimental device controlled by STM32 is constructed. Based on the device, using balanced detection, using PDT and general heterodyne detection, the amplitude of coherent intermediate frequency signal at 20 m optical path under different concentration of absorbed gas is obtained by using single frequency detection method. The power of on light and off optical echo signal is calculated. Comparing the difference information of echo power value with the reference differential information obtained from HITRAN, it is found that the detection resolution can be increased by 4 times by using PDT, corresponding to the range of 2km, the change of CO2 concentration of 3.5 脳 10-6ppm can be detected. It meets the requirement of accuracy of 1% for climate research and verifies the effect of PDT to eliminate polarization fading and improve the resolution accuracy of coherent DIAL.
【作者單位】: 合肥電子工程學(xué)院脈沖功率激光技術(shù)國家重點實驗室 電子制約技術(shù)安徽省重點實驗室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(61271353) 安徽省自然科學(xué)基金(1308085QF123) 脈沖功率激光技術(shù)國家重點實驗室主任基金資助項目
【分類號】:TN958.98
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 陶小紅;胡以華;蔡曉春;;差分吸收激光雷達探測大氣CO_2精度分析[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報;2008年02期
2 劉小勤,張寅超,胡歡陵,譚錕,楊高潮,邵石生;車載差分吸收激光雷達對SO_2的測量[J];光電子·激光;2004年11期
3 王瀟;張學(xué)亮;胡正良;曹春燕;胡永明;;干涉型光纖傳感系統(tǒng)偏振分集接收實驗研究[J];光學(xué)學(xué)報;2010年06期
4 倪明;曹春燕;胡正良;張學(xué)亮;;偏振分集技術(shù)及其在光纖傳感器中的應(yīng)用[J];光學(xué)學(xué)報;2011年07期
5 李紅蓮;魏永杰;賈浩;陳文亮;;基于非線性標(biāo)準(zhǔn)差模型的差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)煙氣濃度測量[J];光電子.激光;2013年07期
6 高坡;胡以華;趙楠翔;王勇;李政;;全光纖差分吸收激光雷達大氣成分探測精度分析[J];光學(xué)學(xué)報;2014年03期
7 熊興隆;李猛;蔣立輝;馮帥;莊子波;;多次散射的卷云激光雷達比反演方法研究[J];光電子.激光;2014年06期
8 韋秋葉;王先華;葉函函;李志偉;江新華;卜婷婷;;應(yīng)用于高精度大氣CO_2遙感的空間外差技術(shù)研究[J];光學(xué)學(xué)報;2014年08期
9 楊彥玲;李彥超;高龍;從海芳;王春暉;;相干激光雷達平衡外差探測方法的數(shù)值仿真[J];紅外與激光工程;2011年10期
10 林惠祖;姚瓊;胡永明;;全保偏結(jié)構(gòu)的光纖偏振耦合測試系統(tǒng)[J];中國激光;2010年07期
【共引文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 謝瑋霖;董毅;周潛;常樂;何浩;胡衛(wèi)生;;光頻域反射技術(shù)中激光相位噪聲影響分析[J];光學(xué)學(xué)報;2011年07期
2 龍啟強;鐘凱;洪光烈;;種子注入環(huán)形腔人眼安全KTP參變振蕩器的研究[J];光學(xué)學(xué)報;2012年06期
3 馬昕;林宏;馬盈盈;龔?fù)?;差分吸收大氣CO_2激光雷達的大氣壓力增寬修正算法[J];光學(xué)學(xué)報;2012年11期
4 馮振華;付松年;唐明;沈平;劉德明;;LiNbO_3馬赫-曾德爾調(diào)制器任意偏置工作點鎖定技術(shù)的研究[J];光學(xué)學(xué)報;2012年12期
5 劉志波;李陽;蘇耘;劉艷;譚中偉;馬林;簡水生;;基于壓電陶瓷的光相位調(diào)制器的調(diào)制系數(shù)測量及驗證[J];光學(xué)學(xué)報;2013年07期
6 高坡;胡以華;趙楠翔;王勇;李政;;全光纖差分吸收激光雷達大氣成分探測精度分析[J];光學(xué)學(xué)報;2014年03期
7 李環(huán)環(huán);朱小磊;馬秀華;李世光;黃崇德;張俊旋;陳衛(wèi)標(biāo);;Narrowband optical parametric amplifier for efficient conversion of high-energy pulse with high beam quality[J];Chinese Optics Letters;2014年09期
8 郭力仁;胡以華;李政;徐世龍;;聲光移頻器對微多普勒效應(yīng)探測的影響研究[J];光學(xué)學(xué)報;2015年02期
9 張合勇;彭樹萍;趙帥;劉立生;王挺峰;郭勁;;非合作轉(zhuǎn)動目標(biāo)相干測速實驗研究[J];紅外與激光工程;2012年03期
10 張紅霞;溫國強;任亞光;劉鐵根;賈大功;張以謨;;光源譜型對保偏光纖應(yīng)力傳感信號的影響[J];激光與紅外;2012年05期
相關(guān)會議論文 前1條
1 趙培濤;張寅超;趙曰峰;蘇嘉;方欣;曹開發(fā);謝軍;杜小勇;;車載測污激光雷達光路分束設(shè)計[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條
1 陳信偉;用于保偏光纖特性表征的白光干涉理論及技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2011年
2 尹世榮;差分吸收激光雷達建模仿真及其信息處理算法的研究[D];電子科技大學(xué);2007年
3 曹賢潔;蘭州地區(qū)氣溶膠輻射特性觀測研究[D];蘭州大學(xué);2010年
4 梅亮;激光光譜學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2013年
5 杜軍;多普勒激光雷達配合型工作方式與相位調(diào)制探測方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年
6 丁振揚;幾種改進OFDR性能方法的提出及驗證[D];天津大學(xué);2013年
7 陳勝哲;大氣水汽探測激光雷達系統(tǒng)仿真與數(shù)據(jù)反演[D];北京理工大學(xué);2014年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 溫國強;保偏光纖偏振消光比測試系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2012年
2 張巧萍;單模光纖干涉儀中的偏振問題研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年
3 王倪穎;紅外吸收法CO_2濃度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與組建[D];南京理工大學(xué);2012年
4 高星;吸收光譜法測量二氧化硫和一氧化氮氣體濃度的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年
5 楊志超;高精度光學(xué)相干域偏振檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年
6 楊盼盼;激光外差探測收發(fā)共用光學(xué)系統(tǒng)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年
7 宋楠;微弱激光雷達信號檢測技術(shù)研究[D];長春理工大學(xué);2013年
8 戚佳明;基于HYSPLIT模型的大氣CO_2傳輸研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2014年
9 王俊楠;用于硫氮氧化物監(jiān)測的差分吸收光譜技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年
10 趙引弟;中國主要溫室氣體衛(wèi)星柱濃度與人為排放估計值比較研究[D];華東師范大學(xué);2014年
【二級參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 邱金桓,H.Quenzel,M.Wiegner;參數(shù)化的多次散射激光雷達方程和它的反演理論 Ⅰ:方程[J];大氣科學(xué);1992年05期
2 陶小紅;胡以華;蔡曉春;;差分吸收激光雷達探測大氣CO_2精度分析[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報;2008年02期
3 鐘志慶;劉博;范愛媛;戚福弟;王珍珠;黃威;岳古明;周軍;;雙波長雙視場米散射激光雷達[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報;2008年03期
4 史博;聶淼;麻曉敏;陶宗明;;卷云消光后向散射比的激光雷達測量[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報;2012年01期
5 滿小明,張以謨,周革,井文才,李海峰,賈大公,唐鋒;光纖寄生偏振耦合測試儀偏振態(tài)的調(diào)整[J];光電子·激光;2002年10期
6 高楠;杜振輝;齊汝賓;馬藝聞;高東宇;陳文亮;汪V,
本文編號:1899071
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/wltx/1899071.html