| 发明名称 | 大气气溶胶颗粒物探测激光雷达及反演方法 | ||
| 摘要 | 本发明公开了一种大气气溶胶颗粒物探测激光雷达及反演方法，该激光雷达由发射激光单元（1）、接收望远镜（2）、接收光纤（3）、信号检测单元（4）和信号处理单元（5）组成；采用高分辨光谱检测方法，测得激光激发大气分子产生的拉曼散射光谱信号，以及激发大气气溶胶颗粒物和大气分子上产生的米‑瑞利散射光谱信号，利用拉曼散射光谱与瑞利散射光谱在回波强度上成正比的特点，从米‑瑞利散射光谱信号中定量扣除由大气分子产生的瑞利散射光谱，获得只有大气气溶胶颗粒物的信号，反演获得大气气溶胶颗粒物信息。由于本发明增加了拉曼散射通道对低空回波信号的校正，消除低空米散射中瑞利散射造成的影响，具有提高大气气溶胶颗粒物探测精度的优点。 | ||
| 申请公布号 | CN106569227A | 申请公布日期 | 2017.04.19 |
| 申请号 | CN201610968340.2 | 申请日期 | 2016.10.26 |
| 申请人 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 发明人 | 林鑫;李发泉;李亚娟;程学武;杨勇;刘林美;陈振威;宋沙磊;夏媛;武魁军;龚顺生 |
| 分类号 | G01S17/95(2006.01)I;G01N15/06(2006.01)I | 主分类号 | G01S17/95(2006.01)I |
| 代理机构 | 武汉荆楚联合知识产权代理有限公司 42215 | 代理人 | 王健 |
| 主权项 | 大气气溶胶颗粒物探测激光雷达，其特征在于，该激光雷达由发射激光单元(1)、接收望远镜(2)、接收光纤(3)、信号检测单元(4)和信号处理单元(5)组成；其中，信号检测单元(4)的构成是：在接收光纤(3)的输出光路中依次同轴安装准直镜(41)、第一滤光片(43)、第一聚焦镜(44)和第一光电探测器(45)；分光镜(42)安装在准直镜(41)和第一滤光片(43)之间的光路中，且与光轴呈45度角，在分光镜(42)的反射光路中依次同轴安装第二滤光片(46)、第二聚焦镜(47)和第二光电探测器(48)；第一光电探测器(45)和第二光电探测器(48)分别输出米‑瑞利信号I<sub>Mie+Rayleigh</sub>和拉曼信号I<sub>Raman</sub>；接收望远镜(2)的接收光轴与发射激光单元(1)发出的激光束平行，接收光纤(3)的一端安装于接收望远镜(2)的焦点处，另一端连接到信号检测单元(4)的输入端，信号检测单元(4)输出的米‑瑞利信号I<sub>Mie+Rayleigh</sub>和拉曼信号I<sub>Raman</sub>分别连接到信号处理单元(5)的输入端，发射激光单元(1)输出的触发信号连接到信号处理单元(5)的触发信号输入端；米散射强度I<sub>Mie</sub>按下式计算：<maths num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>I</mi><mrow><mi>M</mi><mi>i</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>M</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mo>+</mo><mi>R</mi><mi>a</mi><mi>y</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>h</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>R</mi><mi>a</mi><mi>y</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>h</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>M</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mo>+</mo><mi>R</mi><mi>a</mi><mi>y</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>h</mi></mrow></msub><mo>-</mo><mfrac><msub><mi>σ</mi><mrow><mi>R</mi><mi>a</mi><mi>y</mi><mi>l</mi><mi>e</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>h</mi></mrow></msub><msub><mi>σ</mi><mrow><mi>R</mi><mi>a</mi><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>n</mi></mrow></msub></mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>R</mi><mi>a</mi><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>n</mi></mrow></msub></mrow>]]></math><img file="FDA0001146203120000011.GIF" wi="974" he="119" /></maths>其中，I<sub>Mie+Rayleigh</sub>为米‑瑞利散射谱强度、I<sub>Raman</sub>为拉曼光谱谱线强度、σ<sub>Rayleigh</sub>为大气分子常数瑞利散射截面、σ<sub>Raman</sub>为大气分子常数拉曼散射截面；由米散射强度I<sub>Mie</sub>可得到大气中气溶胶颗粒物的浓度。 | ||
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