基于多纵模激光器的高光谱分辨率激光雷达研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41775023
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:68.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0503.古气候模拟与动力学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:刘玉玲; 闻春敖; 蒋凌颖; 张与鹏; 周雨迪; 徐沛拓; 严天亮; 唐培钧; 沈雪;
- 关键词:
项目摘要
High-spectral-resolution lidar (HSRL) can retrieve optical properties of atmospheric aerosols accurately and independently by separating the Mie and Rayleigh components in the lidar return spectrum, and receiving more and more interests. Current HSRLs adopt single-longitudinal mode lasers to ensure the narrowband spectral distribution in the lidar return, and then iodine absorption cells or interferometers are employed as the spectral discrimination filters to obtain fine Mie-Rayleigh spectral separation. However, available single-longitudinal mode lasers for HSRL require accurate controls for the laser resonant cavity length and pulse establishment time, inducing susceptible environmental adaptation and limiting the stability of current HSRLs in harsh environment outside laboratories (such as airborne and satellite-borne applications). This project aims to investigate a new HSRL concept, called HSRL technique with a multimode laser, which can work using a multimode laser as the transmitter. It takes advantage of the period characteristic of the spectral function of the interferometric spectral discrimination filter (ISDF) thoroughly. By matching the spectral period of the ISDF with the mode interval of the multimode laser, and locking the transmission peak (or valley) to the central frequency of each mode, fine spectral discrimination for the lidar return from each longitudinal mode can be obtained. This HSRL can directly benefit from the relatively mature multimode laser technique without any dependence on the complicate and flimsy single-longitudinal mode laser, thus reduce the size, capital cost, and promote the stability and environmental adaptation of the HSRL transmitter more easily. We believe the study of this technique would contribute a lot to the future HSRL developments.
高光谱分辨率激光雷达(HSRL)通过分离回波信号中的米散射和瑞利散射成分,可直接较高精度地反演大气气溶胶光学参数,受到越来越多的关注。当前的HSRL均采用单纵模激光器以保证大气回波具有较窄的频谱分布,继而用碘分子吸收池或干涉仪作为光谱鉴频器实现米-瑞利散射信号的精细光谱分离。而能用于HSRL的单纵模激光系统需对谐振腔腔长及脉冲建立时间等参数进行精确控制,环境适应性较差,限制了当前HSRL在实验室以外复杂环境下(如机载、星载等)的稳定运行和广泛应用。拟研究一种能采用多纵模激光器作为发射光源的多纵模HSRL技术。充分利用干涉光谱鉴频器的周期鉴频曲线,通过将其设计得与激光器纵模间隔相匹配,并将其透射峰(或谷)锁定至每个纵模频率中心处,实现多纵模回波信号的精细鉴频。该HSRL不再依赖于复杂脆弱的单纵模激光器,利用成熟的多纵模激光技术即可提升系统稳定性和适应性、降低成本并减小体积,具有较好应用前景。
结项摘要
高光谱分辨率激光雷达(HSRL)通过分离大气回波信号中的米散射和瑞利散射成分,可直接较高精度地反演大气气溶胶光学特性参数,受到了越来越多的关注。当前的HSRL大多采用单纵模激光器作为发射光源,结合吸收型或干涉型光谱鉴频器实现米-瑞利散射信号的精细光谱分离。用于HSRL的单纵模激光器大多采用种子注入方式实现,导致激光系统研制成本较高,体积庞大。种子注入激光系统需要对谐振腔设计参数及脉冲建立时间等精确控制,环境适应性较差,限制了当前HSRL在复杂环境下(如机载、星载等)的稳定运行和技术推广。相比于单纵模激光技术,多纵模激光技术更加成熟且容易实现;当HSRL系统采用干涉光谱鉴频器时,由于光谱鉴频曲线的周期性,使单纵模激光不再成为研制HSRL系统的必备条件。. 本项目研究了一种以多纵模激光器作为发射光源,结合干涉光谱鉴频器鉴频的多纵模HSRL技术,实现了大气气溶胶光学特性参数的探测与反演。通过充分利用干涉光谱鉴频器的周期性光谱鉴频曲线特性,使得激光器与鉴频器光谱匹配,实现HSRL高精度光谱鉴频。项目完成了多纵模激光器的研制,最终建立了一套多纵模HSRL原理性实验系统。 . 通过项目组四年的研究,建立了多纵模HSRL理论体系与反演算法,为多纵模HSRL系统反演大气气溶胶光学特性参数提供指导;根据该理论体系研制了用于多纵模HSRL光谱鉴频的干涉光谱鉴频器——视场展宽迈克尔逊干涉仪FWMI;提出了用于HSRL系统的多纵模激光器技术指标,完成了多纵模激光器工程样机的研制,实现了多纵模激光器与FWMI的光谱匹配。本项目最终建立了一套多纵模HSRL原理性实验系统,探测反演获得了1-2km的大气气溶胶光学特性参数。多纵模HSRL反演的气溶胶激光雷达比为40-60sr,将反演结果同历史数据以及现有稳定运行的激光雷达进行比对表明,多纵模HSRL系统能够较为可靠地实现大气气溶胶光学特性参数的反演。本项目圆满完成了预期的各项研究内容,研究成果可降低HSRL系统研制成本,减小系统体积,并提升HSRL稳定性与环境适应性,在大气光学遥感领域具有较好的应用前景。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(6)
Rotating a half-wave plate by 45 degrees: An ideal calibration method for the gain ratio in polarization lidars
半波片旋转 45°:偏振激光雷达增益比的理想校准方法
- DOI:10.1016/j.optcom.2017.09.065
- 发表时间:2018
- 期刊:Optics Communications
- 影响因子:2.4
- 作者:Luo Jing;Liu Dong;Tang Peijun;Xu Peituo;Bi Lei;Zhang Kejun;Su Lin;Yang Liming
- 通讯作者:Yang Liming
Effects of auxiliary atmospheric state parameters on the aerosol optical properties retrieval errors of high-spectral-resolution lidar
辅助大气状态参数对高光谱分辨率激光雷达气溶胶光学性质反演误差的影响
- DOI:10.1364/ao.57.002627
- 发表时间:2018
- 期刊:Applied Optics
- 影响因子:1.9
- 作者:Zhang Yupeng;Liu Dong;Zheng Zhuofan;Liu Zhengkuan;Hu DeYun;Qi Bing;Liu Chong;Bi Lei;Zhang Kejun;Wen Chunao;Jiang Lingying;Liu Yuling;Ke Ju;Zang Zhongming
- 通讯作者:Zang Zhongming
大气气溶胶消光后向散射比反演方法研究
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:中国光学
- 影响因子:--
- 作者:陈洁;童奕澄;肖达;张凯;刘崇;刘东
- 通讯作者:刘东
Determination of Planetary Boundary Layer height with Lidar Signals Using Maximum Limited Height Initialization and Range Restriction (MLHI-RR)
使用最大有限高度初始化和范围限制(MLHI-RR)通过激光雷达信号确定行星边界层高度
- DOI:10.3390/rs12142272
- 发表时间:2020-07
- 期刊:Remote Sensing
- 影响因子:5
- 作者:Zhong Tianfen;Wang Nanchao;Shen Xue;Xiao Da;Xiang Zhen;Liu Dong
- 通讯作者:Liu Dong
Instrument response effects on the retrieval of oceanic lidar
仪器响应对海洋激光雷达反演的影响
- DOI:10.1364/ao.382201
- 发表时间:2020
- 期刊:Applied Optics
- 影响因子:1.9
- 作者:Shen Xue;Liu Zhipeng;Zhou Yudi;Liu Qun;Xu Peituo;Mao Zhihua;Liu Chong;Tang Longhua;Ying Na;Hu Miao;Liu Dong
- 通讯作者:Liu Dong
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
黑龙江省降水变化趋势及其对农业生产的影响研究
- DOI:10.13522/j.cnki.ggps.2017.05.018
- 发表时间:2017
- 期刊:灌溉排水学报
- 影响因子:--
- 作者:李天霄;付强;孟凡香;崔嵩;刘东
- 通讯作者:刘东
聚磷腈的合成及应用研究进展
- DOI:10.19825/j.issn.1002-1396.2020.06.17
- 发表时间:2020
- 期刊:合成树脂及塑料
- 影响因子:--
- 作者:严鹏威;颜春;马芸芸;徐海兵;刘东;陈刚;赵德刚;祝颖丹
- 通讯作者:祝颖丹
超声处理对脱脂牛乳蛋白质结构和界面性质的影响
- DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2018.05.022
- 发表时间:2018
- 期刊:甘肃农业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:马蓉;杨富民;杨敏;杨继涛;张光地;刘东;刘倩霞
- 通讯作者:刘倩霞
GH169合金的锻造热力参数
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:航空学报
- 影响因子:--
- 作者:刘东;罗子健
- 通讯作者:罗子健
相变存储材料Ge_1Sb_2Te_4和Ge_2Sb_2Te_5薄膜的结构和电学特性研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:廖远宝;徐岭;杨菲;刘文强;刘东;徐骏;马忠元;陈坤基
- 通讯作者:陈坤基
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
刘东的其他基金
可用于深度非球面高精度、通用化检测的非零位环形子孔径拼接干涉检测技术研究
- 批准号:61475141
- 批准年份:2014
- 资助金额:78.0 万元
- 项目类别:面上项目
可用于近红外高光谱分辨率激光雷达(HSRL)探测气溶胶光学特性的视场展宽迈克尔逊干涉仪(FWMI)鉴频器研究
- 批准号:41305014
- 批准年份:2013
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}