拉曼气溶胶激光雷达基本原理

以激光为光源，通过探测激光与大气相互作用的光波信号来遥感大气．光波与大气中介质相互作用，产生包含气体分子和气溶胶粒子有关信息的辐射信号，利用适当的反演方法就可以从中得到关于气体分子和气溶胶粒子的相关信息．利用弹性散射信号确定颗粒物消光系数的方法无法改变这样的事实：根据雷达信号来同时确定气溶胶消光系数和后向散射系数这两个未知的物理量．系统主要分为三个部分：光学发射与接收光学系统、光电探测组件中的电子学系统(包括激光器电源、信号放大、采集和控制单元)以及信号存储与数据处理系统．

应用：目前主要应用与大气温度测量以及大气污染测监测，北京奥运会期间曾经利用这项技术进行了大气能见度以及污染颗粒的检测。

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激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。

机械扫描能够进行大视场扫描，拉曼气溶胶激雷达哪家好，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，拉曼气溶胶激雷达中国区技术服务中，声光晶体必须采用冷却处理，拉曼气溶胶激雷达，实际工程应用中将增加设备量。

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基于Fernald法研究了激光雷达比设定值与激光雷达有效探测范围内气溶胶光学厚度之间的函数关系。针对函数的连续性，提出了以光学厚度为收敛判据，采用二分法反演低层气溶胶激光雷达比的新方法。2014年7月下旬，利用太阳光度计和西安理工大学自主研发的拉曼-米氏激光雷达对西安局部地区大气进行了实验观测，并利用所提出的方法进行了数据反演。实验结果表明，西安局部地区气溶胶激光雷达比在观测期间比较平稳，基本为44或45。降雨当天，受大气湿度影响，激光雷达比值较大为51。利用激光雷达米氏散射回波信号和太阳光度计探测数据，提出了采用迭代反演算法开展气溶胶激光雷达比精细反演新方法，对研究气溶胶光学特性的精细反演算法具有重要的意义。

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