探测有机气溶胶荧光激光雷达的设计研究

邹炳芳; 张寅超; 胡顺星

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

探测有机气溶胶荧光激光雷达的设计研究

邹炳芳 , 张寅超 , 胡顺星

文章导航 > 激光技术 > 2008 > 32(3): 287-289,292

引用本文:

Citation:

探测有机气溶胶荧光激光雷达的设计研究

1.
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心, 合肥 230031;
2.
北京理工大学, 北京 100081

作者简介: 邹炳芳(1981- ),女,硕士,主要研究方向为激光雷达及其应用.E-mail:bfzou@yahoo.com.cn.

通讯作者: 邹炳芳, bfzou@yahoo.com.cn ;

中图分类号: TN958.98

Study on the design of measuring organic aerosol fluorescence lidar

1.
Key Laboratory of Atmospheric Optics, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China;
2.
Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China

Corresponding author: ZOU Bing-fang, bfzou@yahoo.com.cn ;

CLC number: TN958.98

摘要: 为了能够实现对大气中有机气溶胶颗粒的探测,采用激光诱导荧光技术,提出了适用于探测大气有机气溶胶颗粒的荧光激光雷达系统模型。对系统模型及探测原理进行了详细描述,给出了荧光雷达系统参数,并对系统的探测能力进行了模拟。结果表明,该系统在夜间测量时,在5km以下,对有机颗粒的最小可探测浓度可达到几个颗粒/L;对于白天测量,由于太阳背景辐射的影响,在2km以内有较高的灵敏度,最小可探测浓度可达到10个颗粒/L,基本上能够满足实际应用中对有机气溶胶颗粒探测的要求。这对荧光雷达系统的搭建提供了有利的指导。
- 大气与海洋光学 /
- 激光雷达 /
- 激光诱导荧光 /
- 大气遥感 /
- 有机气溶胶颗粒
Abstract: In order to measure the organic aerosol in the atmosphere,based on laser induced fluorescence,a fluorescence lidar model system was put forward for detecting organic aerosol in the atmosphere.The principle of models system measurement was described exhaustively,system model parameters were presented after fully simulating and analyzing,accounting detection capability.The results showed that when the lidar worked at night,the least detectable density of organic aerosol was only a few particles/L within 5km;while during the daytime,the least detectable density could reduce to less than 10 particles/L within 2km due to background radiation.The results show that the lidar model can satisfy the requirement of real organic aerosol detecting,which could provide valuable instructions to the design of a real system.

[1]	WANG Zh Y,WANG D M.A study of laser identification on bioaerosols[J].Optoelectronic Technology and Information,1998,11(4):1-6(in Chinese).
[2]	LIU J,ZHANG Y,LI J Zh,et al.Relation ship between intensity of laser induced fluorescence and oil temperature[J].Journal of Beijing Institute of Technology,2000,20(5):636-638(in Chinese).
[3]	CHIRISTESEN S D,MERROW C N,DESHA M S.UV fluorescence lidar detection of bioaerosols[J].Prac SPIE,1994,2222:228-237.
[4]	ZHONG Zh Q,ZHOU J,SUN D S.The research of error analysis and simulation of aerosol detected by MPL[J].Laser Technology,2006,30(3):232-234(in Chinese).
[5]	CONDATORE L A,GUTHRIE R B,BRADSHAW B J,et al.U.S.army soldier and biological chemical command counter proliferation long range-biological standoff detection system (CP LR-BSDS)[J].Proc SPIE,1999,3707:188-196.
[6]	SMITH K C.The science of photobiology[M].Beijing:Science Press,1984:55-61(in Chinese).
[7]	SIVAPRAKASAM V,HUSTTON A L,SCOTTO C,et al.Multiple UV wavelength excitation and fluorescence of bioaerosola[J].Optics Express,2004,12(19):4457-4466.
[8]	MEASURES R M.Laser remote sensing:fundamentals and applications[M].New York:John Wiley & Sons Inc,1984:237-256.
[9]	HONG G L,ZHANG Y Ch,ZHAO Y F.Raman lidar for profiling atmospheric CO2[J].Acta Physics Sinica,2006,55(2):983-987(in Chinese).
[10]	YANG Zh,LI Q,SUN D S.Study about atmosphere extinction coefficient based on 1064nm Mie scattering lidar[J].Laser Technology,2006,30(2):170-173(in Chinese).
[11]	NAKAJIMA T Y,IMAI T,UCHINO O,et al.Influence of daylight and noise current on cloud and aerosol observations by space borne elastic scattering lidar[J].Appl Opt,1999,38 (24/20):5219-5220.

[1]	梁琨 , 马泳 , 程飞 , 王宏远 . 基于布里渊激光雷达测量大气声速误差分析. 激光技术, 2009, 33(1): 94-96.
[2]	曹开法 , 汪少林 , 方欣 , 谢军 , 赵培涛 , 胡顺星 , 胡欢陵 . 激光偏振技术压缩激光雷达信号动态范围. 激光技术, 2009, 33(1): 60-62.
[3]	张育真 , 汪岳峰 , 董伟 , 刘杰 , 殷智勇 . 多普勒激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟. 激光技术, 2009, 33(4): 344-346,350. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.003
[4]	陈文革 , 黄铁侠 , 卢益民 . 机载海洋激光雷达发展综述. 激光技术, 1998, 22(3): 147-152.
[5]	李颖颖 , 孙东松 , 王珍珠 , 沈法华 , 周小林 , 董晶晶 . 云的多次散射对激光雷达测量结果影响的研究. 激光技术, 2008, 32(6): 611-613,638.
[6]	陈臻懿 , 张玉钧 , 刘文清 , 何俊峰 , 阮俊 . 激光雷达探测合肥云层高度方法研究及分析. 激光技术, 2010, 34(6): 733-735,815. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.004
[7]	陶小红 , 胡以华 , 雷武虎 , 蔡晓春 . 经验模式分解用于激光雷达大气回波处理. 激光技术, 2008, 32(6): 590-592,595.
[8]	刘玉丽 . 探测边界层大气温度的转动喇曼激光雷达. 激光技术, 2018, 42(4): 541-544. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.020
[9]	贺健 , 张庆国 . 热层氦辐射线大气吸收系数的理论分析. 激光技术, 2011, 35(2): 268-271. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.034
[10]	马泳 , 林宏 , 艾青 , 梁琨 . 1.064μm激光在海水中传输特性的研究. 激光技术, 2008, 32(5): 502-504,507.
[11]	伯广宇 , 钟志庆 , 王邦新 , 刘东 . 喇曼激光雷达探测云及其附近气溶胶光学参量. 激光技术, 2012, 36(5): 597-601. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.006
[12]	孙兆滨 , 郭金家 , 刘智深 , 马森 , 刘振 . 微脉冲激光雷达测量大气水平能见度. 激光技术, 2007, 31(2): 200-202.
[13]	赵琦 , 钟鸣 , 吕百达 . 大气激光束漂移的实验研究. 激光技术, 2010, 34(4): 532-534. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.027
[14]	王欢 , 李松 , 周辉 . 地球科学激光测高系统大气延迟修正算法. 激光技术, 2007, 31(2): 169-171.
[15]	葛筱璐 , 冯晓星 , 范承玉 . 激光大气传输光波相位不连续性问题研究进展. 激光技术, 2012, 36(4): 485-489. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.012
[16]	徐强 , 沈思 , 谢修敏 , 吴鹏 , 周强 , 邓光伟 , 王浟 , 宋海智 . 可用于激光雷达的量子光学技术. 激光技术, 2021, 45(1): 44-47. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.008
[17]	汪少林 , 曹开法 , 胡顺星 , 魏合理 . 对激光雷达几何因子的分析与测量. 激光技术, 2008, 32(2): 147-150.
[18]	任秀云 , 崔子浩 , 田兆硕 , 杨君国 , 刘立宝 , 付石友 . 海洋探测布里渊雷达的关键技术及发展概况. 激光技术, 2011, 35(6): 808-812,816. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.023
[19]	王杰 , 陈亚峰 , 刘秋武 , 杨杰 , 黄见 , 胡顺星 . 测污激光雷达探测气溶胶消光特性和Ångström指数. 激光技术, 2018, 42(6): 727-732. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.001
[20]	赵尚弘 , 石磊 , 李玉江 , 朱蕊频 . 飞秒激光脉冲在大气中的光丝现象及其应用. 激光技术, 2003, 27(3): 256-258.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3621
HTML全文浏览量: 675
PDF下载量: 210
被引次数: 0

探测有机气溶胶荧光激光雷达的设计研究

通讯作者: 邹炳芳, bfzou@yahoo.com.cn;

作者简介: 邹炳芳(1981- ),女,硕士,主要研究方向为激光雷达及其应用.E-mail:bfzou@yahoo.com.cn

1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心, 合肥 230031;
2. 北京理工大学, 北京 100081

收稿日期: 2007-02-07
录用日期: 2007-04-26
网络出版日期: 2008-06-25

关键词:

摘要: 为了能够实现对大气中有机气溶胶颗粒的探测,采用激光诱导荧光技术,提出了适用于探测大气有机气溶胶颗粒的荧光激光雷达系统模型。对系统模型及探测原理进行了详细描述,给出了荧光雷达系统参数,并对系统的探测能力进行了模拟。结果表明,该系统在夜间测量时,在5km以下,对有机颗粒的最小可探测浓度可达到几个颗粒/L;对于白天测量,由于太阳背景辐射的影响,在2km以内有较高的灵敏度,最小可探测浓度可达到10个颗粒/L,基本上能够满足实际应用中对有机气溶胶颗粒探测的要求。这对荧光雷达系统的搭建提供了有利的指导。