利用Nd…YAG激光器產(chǎn)生的10Hz中心波長為355nm和266nm的激光束作為光源,研制了用于對流層大氣氣溶膠探測的紫外雙波長激光雷達(dá),實現(xiàn)了氣溶膠Mie散射信號在紫外波段的精細(xì)分離和提取。利用266nm信號探測氣溶膠光學(xué)特性時不受太陽背景光的影響。對雙波長Mie散射信號日間和夜間探測信噪比的數(shù)值仿真結(jié)果和實際探測信噪比作對比分析,得出日間探測時355nm信號的信噪比較低,夜間探測時266nm信號的信噪比較低,這與數(shù)值仿真結(jié)果一致。通過分析實際探測信噪比為10時的數(shù)據(jù),得到該系統(tǒng)日間探測時266nm信號的探測高度可達(dá)2km,夜間探測時355nm信號的探測高度可達(dá)5km。利用該激光雷達(dá)對西安地區(qū)的晴天和霧霾天氣進(jìn)行初步探測,研究分析了晴天和霧霾天氣的氣溶膠光學(xué)特性、臭氧濃度和消光系數(shù)。分析了臭氧濃度對反演消光系數(shù)和Angstrom指數(shù)的影響。結(jié)果表明,臭氧濃度越大,消光系數(shù)的反演誤差越大。霧霾天氣氣溶膠的消光系數(shù)大于晴天氣溶膠的消光系數(shù)。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報. 2020,40(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1 雙波長激光雷達(dá)組成原理圖

從圖2可見，在5km以下，266nm和355nm信號日間的探測距離分別為3.1km和1.2km(RSN=1 0），夜間的探測距離分別為4.2km和6.4km(RSN=10）。日間355 nm信號的探測距離比266nm信號的探測距離小1.9km，夜間355nm信號的探測距離比266 nm信號的探測距離大2.2km。日間天空背景光影響355nm信號的有效探測距離，臭氧濃度影響266nm信號的有效探測距離。圖3 實際探測信噪比。（a）日間探測；（b）夜間探測

圖2 信噪比的仿真模擬紫外雙波長激光雷達(dá)實際探測信噪比如圖3所示。圖3(a）的探測時間為2018年1月31日12:36，由圖可知，266nm日盲信號的信噪比較高，有效探測距離可以達(dá)到1.66km。這是由于日間太陽背景光噪聲對355nm信號的影響較大，有效探測距離為0.75km。圖3(b）的探測時間為2018年1月31日17:25，由圖可知，355nm信號的信噪比較高，有效探測距離可以達(dá)到5.2km。這是由于夜間太陽背景光噪聲為零，對355nm信號無影響，激光能量較大。日間266nm信號的有效探測距離小于夜間信號的有效探測距離，說明日間臭氧濃度高于夜間。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3484271