多波段拉曼激光雷达大气气溶胶光学参量的精细探测技术研究

发布时间：2025-05-05 04:29

　　气溶胶是影响地球环境气候以及大气辐射特性的重要物质,它的光学参量如消光系数、后向散射系数和雷达比对于分析大气中气溶胶的粒径大小、种类、微物理参。量以及研究气溶胶的散射特性具有非常重要的意义。拉曼激光雷达因其探测系统分光结构容易实现,并且不需假定雷达比即可得到光学参量的优点而被许多研究人员用于大气探测。论文针对振动拉曼散射激光雷达探测技术展开研究,根据振动拉曼散射光谱特征,研究了紫外光和可见光波段的拉曼激光雷达探测技术。根据振动拉曼激光雷达探测气溶胶的原理,研究了消光系数和后向散射系数反演算法。利用模拟噪声信号分析了系统噪声对反演结果的影响,讨论了系统常数变化对后向散射系数和雷达比的影响。提出了适用于低能见度探测的系统常数标定方法。设计并搭建了355nm,387nm,532nm 607nm和1 064nm五个通道的多波段拉曼激光雷达实验系统,对分光系统的光学参数进行了测试,利用高空探测信号对实验系统的系统常数进行了标定,推导得出了在纯净天,轻度污染,重度污染等不同实验状态下的系统常数,并用于后向散射系数的反演;利用该激光雷达系统对西安上空的气溶胶开展了实验观测,根据拉曼反演方法得到了 35...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-4CR110PMT增益与偏置电压关系曲线(a)及量子效率曲线(b)

3.1.3光电探测器由于不同探测器对应波长的量子效率不同，为了使探测信号达到最大接收效果，光电探测系统使用的探测器分为两部分，紫外光波段与可见光波段使用光电倍增管为探测器；近红外波段使用雪崩二极管为探测器。光电倍增管使用滨松R3896型和CR110型PMT，雪崩二极管....

图3-6APD增益与偏置电压关系曲线(a)及量子效率曲线(b)

24图3-6APD增益与偏置电压关系曲线(a)及量子效率曲线(b)Fig.3-6Gainvs.biasvoltagecurve(a)andquantumefficiencycurve(b)forAPD3.2分光器件性能测试与标定在拉曼激光雷达中，....

图3-5R3896PMT增益与偏置电压关系曲线(a)及量子效率曲线(b)

图3-5R3896PMT增益与偏置电压关系曲线(a)及量子效率曲线(b)Fig.3-5Gainvs.biasvoltagecurve(a)andquantumefficiencycurve(b)forR3896PMT图3-6APD增益与偏....

图4-1多波段拉曼激光雷达实验系统实物图(a)与外场工作状态图(b)

多波长拉曼气溶胶光学特性试验观测长拉曼激光雷达大气气溶胶实验探测第三章设计的多波段拉曼激光雷达，在实验室搭建了实验系统，系统1064nm三个波长的米散射信号的探测能力和对355nm和532nm的号的探测能力。探测距离在晴天时期可达到13km，在严重污染的雾根据针对不....

本文编号：4043114