双极化连贯多普勒激光器具有全纤维开/关轴可切换设计,用于同时进行风和气溶测量

科学领域:

• 大气科学 大气科学
• 光学遥感器 远程传感器
• 利达尔技术是利达尔的技术.

背景情况:

• 传统的连贯多普勒激光雷达 (CDL) 系统在测量范围和气溶观测准确性方面存在局限性,原因是忽视了直角背散信号.
• 对大气风场和气溶光学属性的精确分析对于环境监测和预测至关重要.
• 现有的激光雷达技术往往难以同时提供风和脱极化比的高精度测量.

研究的目的:

• 介绍和评估一个全纤维,开/关轴可切换的双极化连贯多普勒激光雷达 (DPCDL) 系统.
• 为了证明DPCDL在1550 nm的同时对大气风场和脱极化比进行分析的能力.
• 为了验证DPCDL的性能与已建立的CDL和微脉冲偏振激光雷达 (MPL) 系统相比.

主要方法:

• 开发了一种全纤维DPCDL,集成了连贯的多普勒和微脉冲偏振检测技术.
• 采用开启/关闭轴的可切换模式,通过双连贯通道同步检测双极化反射信号.
• 进行了并排的比较观测,使用商用CDL进行风速验证,并使用MPL进行脱极化比率比较.

主要成果:

• 与商用CDL相比,在风速测量中实现了高相关性 (R2=0.982) 和低偏差 (<0.077 m/s).
• 证明了精确的去极化比测量,在晴朗和雨天条件下显示了532nm MPL的一致趋势.
• 在1550纳米处对粗颗粒尘埃气溶的敏感度提高,脱极化比率明显高于尘暴期间的532纳米.

结论:

• DPCDL系统有效地提高了信号利用和风速检测性能.
• 该系统能够高精度,实时检索气溶脱极化比率,提供更好的气溶特性.
• 同时的风力和气溶分析能力对于识别污染物,追踪污染源和预测分散是非常重要的.