全天时绝对测温激光雷达的多通道纯转动拉曼分光系统

摘要：

为实现大气温度廓线的全天时绝对探测,基于N2分子的精细纯转动拉曼谱线结构,本课题组提出并设计了多通道纯转动拉曼激光雷达分光系统.采用F-P干涉仪(FPI)作为频率梳滤波器,考虑FPI膜层损耗和镜面缺陷,精细匹配N2分子anti-Stokes分支的纯转动拉曼谱线,实现了 FPI结构及性能参数的优化,并有效滤除了太阳背景噪声及邻近谱线信号;结合衍射光栅和光纤线阵列,通过两级光谱滤光对弹性散射信号实现了约60 dB的抑制率,有效提取了 8通道偶转动量子数(J=6～20)的拉曼光谱信号,以直接反演大气温度;基于标准大气模型,对8通道纯转动拉曼分光系统的信号功率及信噪比进行了仿真,并分析了全天时绝对测温激光雷达的探测性能.结果表明,在累积时间为17 min时,该系统实现白天信噪比优于10的探测高度可达到1.8 km,反演温度1 K偏差对应的高度达0.8 km,可实现全天时大气温度廓线的无校正探测.

关键词：遥感、激光雷达、纯转动拉曼绝对测温、F-P干涉仪、精细拉曼谱结构、无校正探测

所属期刊栏目：49

分类号：TN958.98;P423.5

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省自然科学基金;陕西省教育厅自然科学基金

在线出版日期：2022-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：125-134