拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)、分類以及不同種類激光雷達(dá)的工作原理。跟蹤激光雷達(dá)新發(fā)展和應(yīng)用,根據(jù)探測(cè)物質(zhì)的不同,分別討論了激光雷達(dá)在探測(cè)氣溶膠、云、邊界層、溫度、能見(jiàn)度、風(fēng)、大氣成分、水汽和鈉層方面的應(yīng)用,綜述了目前國(guó)內(nèi)外氣象探測(cè)的半導(dǎo)體激光雷達(dá)、微脈沖激光雷達(dá)、一般彈性散射激光雷達(dá)、多普1勒激光雷達(dá)、差分吸收激光雷達(dá)和Raman激光雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),認(rèn)為激光雷達(dá)將向多波長(zhǎng)、多探測(cè)功能、商業(yè)化、區(qū)域化及全球化方向發(fā)展,它在氣象與環(huán)境監(jiān)測(cè)中正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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激光雷達(dá)是工作在光頻波段的雷達(dá)。與微波雷達(dá)的原理相似，它利用光頻波段的電磁波先向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)，然后將其接收到的同波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)相比較，從而獲得目標(biāo)的位置(距離、方位和高度)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、姿態(tài))等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。

激光雷達(dá)由發(fā)射，接收和后置信號(hào)處理三部分和使此三部分協(xié)調(diào)工作的機(jī)構(gòu)組成。激光光速發(fā)散角小，能量集中，探測(cè)靈敏度和分辨率高。多普1勒頻移大，可以探測(cè)從低速到高速的目標(biāo)。天線和系統(tǒng)的尺寸可以作得很小。利用不同分子對(duì)特定波長(zhǎng)得激光吸收、散射或熒光特性，可以探測(cè)不同的物質(zhì)成分，這是激光雷達(dá)獨(dú)有的特性。

激光雷達(dá)的空間掃描方法可分為非掃描體制和掃描體制，其中掃描體制可以選擇機(jī)械掃描、電學(xué)掃描和二元光學(xué)掃描等方式。非掃描成像體制采用多元探測(cè)器，作用距離較遠(yuǎn)，探測(cè)體制上同掃描成像的單元探測(cè)有所不同，能夠減小設(shè)備的體積、重量，但在我國(guó)多元傳感器，尤其是面陣探測(cè)器很難獲得，因此國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)多采用掃描工作體制。

機(jī)械掃描能夠進(jìn)行大視場(chǎng)掃描，也可以達(dá)到很高的掃描速率，不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠獲得不同的掃描圖樣，是目前應(yīng)用較多的一種掃描方式。聲光掃描器采用聲光晶體對(duì)入射光的偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)掃描，掃描速度可以很高，掃描偏轉(zhuǎn)精度能達(dá)到微弧度量級(jí)。但聲光掃描器的掃描角度很小，光束質(zhì)量較差，耗電量大，聲光晶體必須采用冷卻處理，實(shí)際工程應(yīng)用中將增加設(shè)備量。

化學(xué)戰(zhàn)劑探測(cè)拉曼氣溶膠激光雷達(dá)

傳統(tǒng)的化學(xué)戰(zhàn)劑探測(cè)裝置由士兵肩負(fù)，一邊探測(cè)一邊前進(jìn)，探測(cè)速度慢，且士兵容易中1毒。

俄羅斯研制成功的KDKhr―1N遠(yuǎn)距離地面激光毒氣報(bào)警系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)距離探測(cè)化學(xué)毒劑攻擊，確定毒劑氣溶膠云的斜距、中心厚度、離地高度、中心角坐標(biāo)以及毒劑相關(guān)參數(shù)，并可通過(guò)無(wú)線電通道或有線線路向部1隊(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，比傳統(tǒng)探測(cè)前進(jìn)了一大步。

德國(guó)研制成功的VTB―1型遙測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑傳感器技術(shù)更加先進(jìn)，它使用兩臺(tái)9― 11微米、可在40個(gè)頻率上調(diào)節(jié)的連續(xù)波CO2激光器，利用微分吸收光譜學(xué)原理遙測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑，既安全又準(zhǔn)確。

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