基于法布里-珀罗干涉仪的瑞利-米散射测风激光雷达研究

摘要：

为了研制探测中高层风场的瑞利-米散射多普勒激光雷达系统,前期在实验室搭建了一套基于三通道法布里-珀罗干涉仪(FPI)的532 nm瑞利-米多普勒激光雷达验证系统,并进行实际比对实验.利用验证系统,首先开展了FPI透过率校准实验,采用非线性拟合方法获得了三个通道FPI实际透过率曲线,FPI-1、FPI-2和FPI-L的谱宽分别为1.20 GHz,1.22 GHz、1.18 GHz,峰值透过率分别为0.817、0.807、0.768,FPI-1 和FPI-2及FPI-1 和FP1-L的峰峰间隔分别为3.91 GHz和1.25 GHz,并进一步给出了米散射和瑞利散射信号入射时系统实际的风速探测灵敏度.其次,开展了径向风速连续观测实验和水平风场对比观测实验.实验结果表明:在单次径向风速测量中,时空分辨率为2 min和75 m的情况下,系统白天和晚间分别具备10 km和16 km左右高度的风场探测能力.在白天2.7～10 km、晚间1.5?10 km高度范围内,系统测得的水平风场数据与探空气球测得的水平风场数据吻合度较高,晚间70.8％的水平风速和风向数据偏差小于2 m/s和10°;95％的水平风速和风向数据偏差小于5 m/s和15°,充分验证了系统风场测量结果的准确性.

关键词：遥感、多普勒激光雷达、大气风速测量、法布里-珀罗干涉仪、瑞利-米散射

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分类号：TN958.98

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项;民用航天技术预先研究项目;中科院合肥物质科学研究院十三五规划重点支持项目;安徽省高层次科技人才团队项目;国家重点实验室开放基金;江苏省自然科学基金面上项目

在线出版日期：2021-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：325-333