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基于光子筛的全天时激光雷达探测技术仿真
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作者 任雅丽 王玉峰 +5 位作者 郭庆 孙泽平 杜嘉敏 狄慧鸽 宋跃辉 华灯鑫 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期389-398,共10页
白天强太阳背景光的去噪技术是激光雷达全天时、高精度探测的关键技术,也是目前全天时激光雷达探测的重难点问题。本文以太阳背景光的滤除为目标,利用光子筛的衍射特性和涡旋光的光场特性,提出了基于光子筛的太阳背景光滤除技术,实现了... 白天强太阳背景光的去噪技术是激光雷达全天时、高精度探测的关键技术,也是目前全天时激光雷达探测的重难点问题。本文以太阳背景光的滤除为目标,利用光子筛的衍射特性和涡旋光的光场特性,提出了基于光子筛的太阳背景光滤除技术,实现了激光雷达的全天时探测。首先,基于光子筛衍射理论,数值仿真了三种典型的入射光束经过光子筛的衍射光场分布,得到了涡旋光束、平行光束和高斯光束在光子筛衍射焦平面上的光场分布差异性,获得了光斑形状不同的聚焦光斑。然后,设计了基于光子筛的太阳背景光滤波技术,利用光子筛和带有中心小孔的平面反射镜,实现太阳背景光和大气回波信号在空间上的绝对分离,得到纯净的大气后向散射回波信号。最后,以大气水汽拉曼探测为例,在晴天和有云天气条件下,对光子筛激光雷达的全天时探测性能进行了仿真分析,理论验证了光子筛激光雷达全天时探测技术的可行性。 展开更多
关键词 激光雷达 光子筛 太阳背景光 全天时 涡旋光
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不同紫外波段激发生物气溶胶荧光雷达系统性能分析 被引量：3
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作者 王强 何廷尧 华灯鑫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期133-140,共8页
基于激光诱导生物荧光技术,分别采用紫外355nm和266nm激光作为激发光源,构建生物气溶胶荧光雷达监测系统模型.综合考虑不同激发波段,臭氧吸收以及太阳背景光等因素对激光雷达荧光探测效果的影响,对系统性能进行数值仿真分析.仿真结果表... 基于激光诱导生物荧光技术,分别采用紫外355nm和266nm激光作为激发光源,构建生物气溶胶荧光雷达监测系统模型.综合考虑不同激发波段,臭氧吸收以及太阳背景光等因素对激光雷达荧光探测效果的影响,对系统性能进行数值仿真分析.仿真结果表明,在四倍频266nm紫外波段的激光激发下,系统受地表臭氧的影响,白天的有效探测距离非常有限;在系统信噪比为10(SNR=10),臭氧浓度为50μg/L时,最大探测距离仅为300m;而夜间情况下,太阳背景光影响减弱,探测距离约为450m.三倍频355nm激发时,臭氧对系统的探测性能影响较小,夜间探测距离可达750m;白天太阳背景光对355nm的系统影响较大,在相同0.5mrad接收视场角下,其有效探测距离约为330m.为减少白天背景光的影响,将望远镜接收视场角压缩到0.3mrad,同时选用50nm带宽的滤光片,此时系统的探测距离为480m.由于355nm波段的激发荧光受白天太阳背景光的影响较大,在进行夜间探测时才可获得较好的效果;而266nm的激发波段可以很好的抑制背景光影响,能够实现对生物气溶胶的白天有效探测. 展开更多
关键词 荧光雷达 信噪比 激光诱导荧光 生物气溶胶 臭氧 太阳背景光 数值仿真
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