大气臭氧廓线拉曼-瑞利/米激光雷达测量装置及探测方法

摘要

本发明公开了一种大气臭氧廓线拉曼-瑞利/米激光雷达测量装置及探测方法，该装置包括：光路、数据采集单元、主控计算机，所述光路的前部依次包括：激光发射器、扩束器、反射镜、接收望远镜和准直镜，光路的后部接收分别为分色片和半反半透镜；所述分色片的分光送入光电探测器A，半反半透镜的反射分光送入光电探测器B，半反半透镜的透射分光送入光电探测器C，光电探测器A、B经数据采集单元与主控制计算机相连，光电探测器C经A/D转换数据采集单元与主控计算机相连，所述光电探测器A、B分别设有控制单元，控制单元分别与主控计算机相连。

主权项

1.大气臭氧廓线拉曼-瑞利/米激光雷达探测方法，该方法包括以下步骤：Nd：YAG激光器的二倍频532nmn光经过扩束镜扩束后，再经过反射镜垂直反射进入大气，激光在大气中发生拉曼、瑞利和米散射，散射光被望远镜接受，聚焦在望远镜的焦点上，再经过准直镜准直后被分色片和半反半透镜以及全反镜分光，分别进入拉曼和瑞利/米通道；散射光中的607nm光首先被分色镜分出进入拉曼通道，由光电探测器A探测后经光子计数数据采集单元送入主控计算机，测得拉曼散射回波信号强度；散射光中的532nm光经半反半透镜后，反射部分进入瑞利通道，由光电探测器B探测后经光子计数数据采集单元送入主控计算机，测得高空瑞利散射回波信号强度；将拉曼散射回波信号强度以及高空瑞利散射回波信号强度代入下列方程组（1）和（2），其中x为气溶胶消光系数，y为大气臭氧浓度，k和k1为常数，通过解方程组就可得到y值，即大气臭氧的浓度廓线；方程组：其中为拉曼回波信号强度，为高空瑞利回波信号强度，为气溶胶消光系数，为大气臭氧浓度，与为常数，z为激光传输的高度；根据以下测得高空臭氧浓度廓线；由（2）得到：代入（1）得。