轉(zhuǎn)動拉曼絕對測溫激光雷達(dá)信號檢測及反演算法.pdf

1、大氣溫度是大氣狀態(tài)的重要參數(shù)之一，與太陽輻射、大氣濕度、大氣壓力、海拔高度等密切相關(guān)，是大氣物理、天氣分析與預(yù)報及環(huán)境監(jiān)測中一個重要的氣象參數(shù)。轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達(dá)作為主動遙感探測大氣溫度重要手段之一，其正常的工作需要借助其他并行校準(zhǔn)設(shè)備，從而制約了其在氣象及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的實(shí)用化過程。因此，為了促進(jìn)拉曼測溫激光雷達(dá)在大氣溫度測量過程的實(shí)用化進(jìn)程，提出了無需借助其他并行校準(zhǔn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達(dá)絕對探測方法，為大氣溫度的測量校準(zhǔn)提供一種有效

2、的探測途徑。
　　論文首先從大氣分子散射原理出發(fā)，通過對拉曼散射測溫原理深入分析的基礎(chǔ)上，匹配出了適于替換大氣分子后向轉(zhuǎn)動拉曼散射截面強(qiáng)度的包絡(luò)服從玻爾茲曼分布規(guī)律的瑞利函數(shù)，改善了利用多條（≥2）轉(zhuǎn)動拉曼譜反演大氣溫度時運(yùn)算效率不夠高的缺陷，瑞利函數(shù)法所提取的轉(zhuǎn)動拉曼譜線與玻爾茲曼分布函數(shù)法提取的拉曼譜型具有較好的一致性。其次，優(yōu)化構(gòu)建了以閃耀光柵和光纖布拉格光柵為核心的兩級多路拉曼激光雷達(dá)分光系統(tǒng)，加工研制出了使氮?dú)夥肿臃此雇?/p>

3、克斯偶量子數(shù)譜線間的間距與光纖陣列中光纖包層直徑（125μ m）相匹配的線性光纖陣列。再次，為了消除和避免臨近通道氮?dú)夥肿雍脱鯕夥肿永V線對所要提取的轉(zhuǎn)動拉曼光譜信號的串?dāng)_，最終優(yōu)化選擇以J=6，10，12，16，20，22這六條譜線來反演大氣溫度廓線，并且通過一系列的實(shí)驗(yàn)觀測探究分析，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的用于提取轉(zhuǎn)動拉曼光譜的線性光纖陣列的可行性，分析了光纖陣列的各種品質(zhì)影響因素。最后，設(shè)計(jì)了與光纖陣列相匹配的多通道（≥2）的光電轉(zhuǎn)換陣列