Lidar Doppler coherente de doble polarización con diseño conmutable todo fibra en / fuera del eje para mediciones...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la atmósfera Ciencias atmosféricas.
• Detección remota óptica por detección remota.
• Tecnología Lidar Tecnología Lidar.

Sus antecedentes:

• Los sistemas tradicionales de lidar Doppler coherente (CDL) tienen limitaciones en el rango de medición y la precisión de la observación de aerosoles debido a que no tienen en cuenta las señales de retrodispersión ortogonales.
• El perfil preciso de los campos eólicos atmosféricos y las propiedades ópticas de los aerosoles es crucial para el monitoreo y la previsión ambiental.
• Las tecnologías lidar existentes a menudo tienen dificultades para proporcionar simultáneamente mediciones de alta precisión tanto de las relaciones de viento como de despolarización.

Objetivo del estudio:

• Presentar y evaluar un sistema Doppler lidar (DPCDL) coherente de doble polarización con capacidad de conmutación en todo tipo de fibra, encendido/apagado del eje.
• Demostrar la capacidad del DPCDL para perfilar simultáneamente los campos de viento atmosféricos y las relaciones de despolarización a 1550 nm.
• Para validar el rendimiento del DPCDL en comparación con los CDL establecidos y los sistemas de lidar de polarización de microimpulsos (MPL).

Principales métodos:

• Desarrolló un DPCDL de todas las fibras que integra técnicas coherentes de detección de polarización Doppler y de detección de polarización de microimpulsos.
• Empleó un modo conmutable de encendido/apagado del eje para la detección síncrona de señales de retrodispersión de doble polarización a través de canales duales coherentes.
• Se llevaron a cabo observaciones comparativas lado a lado con un CDL comercial para la validación de la velocidad del viento y con un MPL para la comparación de la relación de despolarización.

Principales resultados:

• Se logró una alta correlación (R2=0.982) y una baja desviación (<0.077 m/s) en las mediciones de la velocidad del viento en comparación con un CDL comercial.
• Demostró mediciones precisas de la relación de despolarización, mostrando tendencias consistentes con un MPL de 532 nm en condiciones claras y lluviosas.
• Mostró una mayor sensibilidad a los aerosoles de polvo de partículas gruesas a 1550 nm, con relaciones de despolarización significativamente más altas que a 532 nm durante las tormentas de polvo.

Conclusiones:

• El sistema DPCDL mejora efectivamente la utilización de la señal y el rendimiento de detección de la velocidad del viento.
• El sistema permite la recuperación en tiempo real de alta precisión de las relaciones de despolarización de los aerosoles, ofreciendo una mejor caracterización de los aerosoles.
• Las capacidades de perfilado simultáneo de viento y aerosoles son importantes para identificar contaminantes, rastrear fuentes de contaminación y predecir la dispersión.