臨近空間是距地表20¹00 km范圍內(nèi)的大氣區(qū)域,覆蓋平流層、中間層和低熱層,是傳統(tǒng)航空和航天的過度區(qū)域。臨近空間是國防民用領(lǐng)域的理想飛行區(qū)域,對(duì)該區(qū)域大氣環(huán)境參數(shù)的探測具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。差分吸收激光雷達(dá)是一種主動(dòng)遙感技術(shù),在星載、機(jī)載和地基大氣探測中得到較廣泛的應(yīng)用。將差分吸收激光雷達(dá)與掩星探測模式相結(jié)合,由于采用主動(dòng)光源,可以自由選擇探測波段,而激光器線寬極窄的優(yōu)勢,可以實(shí)現(xiàn)超高光譜分辨率的大氣吸收譜探測,并提高數(shù)據(jù)反演精度。論文圍繞掩星模式的差分吸收激光雷達(dá)探測方法,對(duì)臨近空間大氣溫壓廓線的探測做了理論分析,選擇近紅外波段的氧氣吸收譜線進(jìn)行探測,和中紅外波段相比,工作在近紅外波段降低了激光器和探測器的研制難度。同時(shí)氧氣是大氣的主要?dú)怏w成分,在中性大氣中比例穩(wěn)定,能提高大氣密度的探測精度,相比選用其他特征氣體進(jìn)行探測,具有更強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文搭建了一套頻率線性掃描差分吸收激光雷達(dá)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)涉及的聲光驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì),基頻光的脈沖整形技術(shù)、基頻光功率穩(wěn)定技術(shù)和基于PPLN晶體的非線性頻率轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù),并進(jìn)行了基于光學(xué)平臺(tái)的多通道氣體池實(shí)驗(yàn),...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 星載臨近空間大氣環(huán)境探測方法
        1.2.2 天底探測
        1.2.3 臨邊探測
        1.2.4 掩星探測
    1.3 發(fā)展趨勢
    1.4 本論文的章節(jié)安排
第2章 掩星探測模式差分吸收激光雷達(dá)的方法原理
    2.1 激光雷達(dá)基本概念
        2.1.1 HITRAN數(shù)據(jù)庫
        2.1.2 光譜線型函數(shù)
    2.2 掩星探測模式差分吸收激光雷達(dá)探測體制
        2.2.1 最佳光學(xué)厚度分析
        2.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
    2.3 本章小結(jié)
第3章 掩星探測模式差分吸收激光雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)
    3.1 激光雷達(dá)光源的研制
        3.1.1 功率可調(diào)諧的聲光驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    3.2 激光雷達(dá)光源的脈沖整形
    3.3 激光雷達(dá)光源的功率穩(wěn)定性
    3.4 非線性頻率轉(zhuǎn)換產(chǎn)生激光雷達(dá)光源
        3.4.1 PPLN晶體折射率計(jì)算和調(diào)諧特性
        3.4.2 PPLN晶體參數(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 掩星探測模式差分吸收激光雷達(dá)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的組成
    4.2 激光雷達(dá)光源的倍頻實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 二倍頻實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 激光線寬
        4.2.3 倍頻光性能測試
        4.2.4 光束質(zhì)量
        4.2.5 提高倍頻效率的措施
    4.3 多通道氣體池差分吸收實(shí)驗(yàn)
    4.4 下一步工作
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 工作中存在的不足與后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3870460