為了研究CCD光束成像技術探測臭氧濃度廓線有效探測距離及反演方法,設計了一臺硬件探測系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用266、280 nm兩個波長的連續(xù)激光作為差分吸收的光源�；诩す夤β�、曝光時間、CCD有效接收面積、氣溶膠的濃度和臭氧的濃度等主要參數(shù),對探測信號的信噪比進行數(shù)值仿真。假設氣溶膠分為清潔、污染和重污染三種情況,臭氧濃度分為低和高兩種情況,仿真結果表明:在探測誤差小于10%的情況下,低臭氧濃度時三種不同氣溶膠的條件下,有效探測距離皆大于2 km;高臭氧濃度時,在清潔型和污染型的氣溶膠條件下,有效探測距離仍大于2 km,重污染條件下的有效探測距離為1.7 km;臭氧濃度的反演結果與假設高度廓線基本一致。仿真結果有利于了解臭氧濃度廓線探測的CCD光束成像系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)設定,進而實現(xiàn)對臭氧濃度廓線的有效探測。 

【文章來源】：紅外與激光工程. 2020,49(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

探測系統(tǒng)硬件示意圖

從公式(1)、(2)、(4)和(5)可以看出：探測到的光子數(shù)Nλ(z,θ)與P0、A、t成正比，與H成反比，仿真結果比較簡單，文中不作詳細討論；而Nλ(z,θ)與大氣后向散射系數(shù)βλ(z)和臭氧的濃度D (z)關系比較復雜，不是簡單的正反比關系。下面針對βλ(z)和D(z)進行分類數(shù)值仿真計算，假設氣溶膠后向散射系數(shù)廓線分為清潔型、污染型和重污染型三種類型；臭氧濃度廓線分別為低濃度和高濃度兩種類型，如圖2、圖3所示。圖3 兩種類型的臭氧濃度廓線

圖2 三種類型的氣溶膠后向散射系數(shù)廓線當曝光時間為30 s、CCD相機至激光束垂直距離為4 m時，由圖2中氣溶膠后向散射系數(shù)廓線和圖3中臭氧濃度廓線，根據公式(7)得到266、280 nm兩個波長上信噪比結果如圖4和圖5所示。


本文編號：3100604