發(fā)布時(shí)間：2021-03-02 23:44

　　空氣溫度是氣象問題研究中極為重要的一個(gè)氣象參數(shù)�？諝鉁囟鹊臏�(zhǔn)確測(cè)量對(duì)研究全球溫室效應(yīng)、氣候調(diào)研、軍事氣象預(yù)測(cè)等方面具有深遠(yuǎn)的意義。為了克服常用空氣溫度測(cè)量方法易受地面輻射和太陽輻射影響的問題,提出采用激光雷達(dá)掃描散射譜的方法實(shí)現(xiàn)空氣溫度的反演。本論文在前期搭建的F-P掃描干涉儀的高光譜激光雷達(dá)溫度探測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,完成了高光譜激光雷達(dá)測(cè)溫系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)定點(diǎn)溫度探測(cè)實(shí)驗(yàn)工作。首先以輸出波長為532nm的小型連續(xù)型激光器為光源,完成了 F-P掃描干涉儀的性能參數(shù)定標(biāo)實(shí)驗(yàn),通過優(yōu)化光路及改變F-P掃描干涉儀的入射角度對(duì)F-P掃描干涉儀的半高全寬（FWHM）進(jìn)行了標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)還標(biāo)定了 F-P掃描干涉儀的自由光譜范圍（FSR）以及當(dāng)掃描范圍為一個(gè)FSR時(shí)掃描干涉儀的驅(qū)動(dòng)電壓幅值大小,以確保干涉儀能夠有效的掃描瑞利-布里淵（Rayleigh-Brillouin）散射譜信號(hào)。然后,通過理論計(jì)算得到當(dāng)溫度每變化1℃時(shí),F-P掃描干涉儀的透過率譜線將漂移2.1GHz左右,為了進(jìn)一步減小溫度對(duì)F-P掃描干涉儀性能的影響,本文對(duì)前期所搭建的溫控系統(tǒng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化,采用上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫控系統(tǒng)數(shù)據(jù),結(jié)... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)本意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ??

涉儀作為高光譜激光雷達(dá)分光系統(tǒng)的核心器件，其性能參數(shù)關(guān)乎實(shí)驗(yàn)結(jié)果的??精確性，因此，有必要通過具體的實(shí)驗(yàn)來研宄Ｆ－Ｐ掃描干涉儀的性能參數(shù)，以便為后期的實(shí)??驗(yàn)提供保障。??３．１?Ｆ－Ｐ掃描干涉儀工作原理??平行平板Ｆ－Ｐ干涉儀作為髙光譜分光系統(tǒng)中的核心器件己經(jīng)有很長的一段歷史了，但是??由于平行平板Ｆ－Ｐ干涉儀在生產(chǎn)過程中對(duì)于腔鏡的平面度以及腔鏡之間的平行度要求較高，??從而限制了它的推廣使用。１９５８年，基于多光束干涉原理，有人設(shè)計(jì)出了一款共聚焦球面Ｆ－??Ｐ干涉儀，其光路圖如圖３－１所示，這種干涉儀與普通的平行平板Ｆ－Ｐ干涉儀相比，工作面??相對(duì)較小，因此其鏡面質(zhì)量容易得到保證，共焦腔的腔體結(jié)構(gòu)使得兩個(gè)腔鏡間的同軸度要求??不是特別嚴(yán)格，所以，其越來越得到廣泛的應(yīng)用［４９］。本課題就是采用共焦腔結(jié)構(gòu)的Ｆ－Ｐ掃描??干涉儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，接下來將詳細(xì)介紹其工作原理。??Ｉ?＾?ｄ?Ｊ??ｒ?Ｉ??Ｉ?ｉ??、、－？履?ｉ???―味—??一３??圖３－１共聚焦Ｆ－Ｐ干涉儀光路??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｃｏｎｆｏｃａｌ?Ｆ－Ｐ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ??從圖３－１中可以看出，共聚焦球面Ｆ－Ｐ掃描干涉儀是一種多光束干涉裝置，其由兩塊曲??率半徑相等、鏡面鍍高反膜的球面反射鏡組成諧振腔腔體，壓電陶瓷固定在其中一片腔鏡中，??以平行于腔體光軸、高度為Ｈ的光線進(jìn)入腔體會(huì)形成三角形的八字圖案穿過空腔，從腔體內(nèi)??部光跡可以看出，光線從腔鏡內(nèi)反射了四次后出射，與傳統(tǒng)的平平腔相比，通過空腔的總往??返路徑為４Ｊ而不是２４所以，相鄰兩光束的光程差如式（３－１）所示。??Ａ?—

?Ｆ－Ｐ擔(dān)描干涉儀性能參數(shù)標(biāo)定方法與實(shí)驗(yàn)???圖３－２?Ｆ－Ｐ掃描干涉儀實(shí)物圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｆ－Ｐ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??在前期的實(shí)驗(yàn)仿真工作的基礎(chǔ)上＿，綜合多種實(shí)驗(yàn)因素的影響，本課題選用索雷博公司??生產(chǎn)的型號(hào)為ＳＡ２１０－３Ｂ的掃描干涉儀，其實(shí)物圖如圖３－２所示，其參數(shù)表見表３－１。??表３－１?Ｆ－Ｐ掃描干涉儀參數(shù)表??Ｔａｂｌｅ?３－１?Ｆ－Ｐ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｔａｂｌｅ??參數(shù)名稱?參數(shù)值??型號(hào)?ＳＡ２１０－３Ｂ??分辨率?６７ＭＨｚ??自由光譜范圍?１０ＧＨｚ??響應(yīng)波段?３５０－５３５ｎｍ??腔長?７．５ｍｍ??３．２?Ｆ－Ｐ干涉儀性能參數(shù)定標(biāo)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)??Ｆ－Ｐ掃描干涉伩作為分光系統(tǒng)的精細(xì)分光器件，其參數(shù)的穩(wěn)定性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著決定性??作用，由于這一款掃描干涉儀是通過控制箱施加鋸齒波電壓來達(dá)到掃描光譜信息的目的，而??控制箱施加的鋸齒波電壓幅值與Ｆ－Ｐ掃描干涉儀的掃描范圍有著重要的關(guān)系。掃描干涉儀的??控制箱實(shí)物圖及輸出鋸齒波譜型示意圖如圖３－３所示。??＾?１?ｗ??內(nèi)［－ｖｉｒ＞？ｉｌｖＫｙｎｌ３ｓｈ＇?????ＪＶ??ＳＣＡＮ?ＣＯＮＴＲＯＬＳ?Ｉ?Ｉ?＾??’?ｖ?４?ｊ?，??－＾?ａ；??—ｉ。，６?－－）—｜?＾Ｉ—；－?廠??Ｋ?１?°?｜?｜?－Ｗｓ?－Ｊ５ｉ?－Ｈｉ?４１?表?Ｈ?Ｕｆ?？！?８？??Ｉ?ＰＩＭＷｉ?Ｐ；ｐｈｐＬ！Ｃ１ｉ?ＰＢｒｔｐｈｌＯｌ?ＰＩｃｖｏｄＳｔＩ?？？ｄＮＣ３


本文編號(hào)：3060177