ЛЕК Устр и действ / Устройство и действие Л-15
.pdf
Обоснование основных направлений комплексных исследований атмосферы с помощью лидарной техники
DIAL – DIfferential Absorption Lidar
Лазеры |
on |
off |
|
on |
|
off
Фотоприемник
ab
Телескоп
|
|
|
N |
|
1 |
|
|
d |
ln |
P off |
r |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
on off |
|
2 on |
off |
dr |
P on |
r |
|||||||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Поперечное сечение поглощения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
- концентрация |
|
|
|
|
|||||
• Определение концентрации газовых примесей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Обоснование основных направлений комплексных исследований атмосферы с помощью лидарной техники
Рамановский лидар
Лазер
Полихроматор
Телескоп
Мультианодный ФЭУ
•Определение состава газа
•Определение температуры газа
Обоснование основных направлений комплексных исследований атмосферы с помощью лидарной техники
Флуоресцентный лидар
Лазер
Телескоп
- cut фильтр
ФЭУ
• Электронный переход молекулы N2 – определение радиоактивности
Обоснование основных направлений комплексных исследований атмосферы с помощью лидарной техники
Когерентный гетеродинный
Излучатель |
доплеровский лидар |
|
Гетеродин
Телескоп
Фотоприемник
Анализатор спектра Компьютер
• Увеличенная чувствительность в аэрозольном режиме (NEP 10-13 10-14 W, 10
m)
• Измерение скорости ветра |
|
2Vw |
|
Доплеровский сдвиг частоты |
|
||
|
Обоснование основных направлений комплексных исследований атмосферы с помощью лидарной техники
Две записи спектра поглощения солнечного излучения, достигающего при одинаковых условиях поверхности Земли (а) и высоты 11 км (б)
Обоснование основных направлений комплексных исследований атмосферы с помощью лидарной техники
Типичная кривая спектральной яркости безоблачного неба, обусловленной диффузной составляющей солнечной радиации, на уровне моря для зенитного угла 45 при отличной видимости
Лазерное зондирование атмосферы
Твердотельные лазеры, импульсные
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Александрит |
|
|
|
|
|
|
|
0,73 0,78 |
|
0,1-0,7 |
0,07-0.1 |
20 |
6 |
6 |
Allied Chemical |
(перестраиваемый) |
|
|
|
|
|
|
|
YLF с присадками эрбия |
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
|
0,05 |
0,15 |
10 |
7 |
2 |
Sanders Assoc. |
1,73 |
|
0,005 |
0,15 |
10 |
7 |
2 |
Sanders Assoc. |
Неодимовый (стекло) |
|
|
|
|
|
|
|
0,266 (4 я гармоника) |
0.15 |
|
0,003 |
1/50 |
25 |
0,3 |
Quantel Intl. |
0,355 (3 я гармоника) |
0,1 |
|
0,25-0.0002 |
1/50 |
25 |
0,3 |
Quantel Intl. |
0,53 (2 я гармоника) |
|
2 |
0,03 |
1/30 |
30 |
3 |
Raytheon |
1,06 |
|
1 |
0,015 |
4/60 |
9 |
3-5 |
Holobeam Laser |
1,06 |
|
4 |
0,02 |
1/30 |
15 |
3 |
Apollo Lasers |
Неодимовый (ИАГ) |
|
|
|
|
|
|
|
0,265 (4 я гармоника) |
|
0.02 |
0,015 |
20 |
6 |
3-5 |
Holobeam Laser |
0,355 (3 я гармоника) |
0,1 |
|
0,005 |
2-22 |
6 |
0,08 |
Quanta-Ray |
0,532 (2 я гармоника) |
0.3 |
|
0.015 |
20 |
7 |
0,6 |
Quantel |
1,06 |
|
1,2-1.5 |
0,015 |
30 |
45 |
0.8 |
Intl. Laser Systems |
Рубин |
|
|
|
|
|
|
|
0,6943 |
|
2 |
0,015 |
6/60 1/10 |
9 |
3-5 |
Holobeam Laser |
0.6943 |
5 |
|
0,003-0,02 |
1 |
13 |
0.6 |
Quantel Intl. |
0,6943 |
0,05-1 |
3-30 |
0,02 |
1/10 |
15 |
2-5 |
Apollo Laser |
0,6943 |
10 |
10 |
0,025 |
|
16 |
0,6 |
JK Laser |
Ti:Sph |
|
|
0.03 |
10 |
9 |
5 |
СОЛАР TII |
188.5-235 (4 я гармоника) |
|
|
|
|
|
|
|
235-310 (3 я гармоника) |
0.006 |
|
|
|
|
|
|
350-470 (2 я гармоника) |
0.025 |
|
|
|
|
|
|
690-950 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лазерное зондирование атмосферы
Полупроводниковые лазеры
Длина |
Пиковая |
Диодный |
Частота |
Длительность |
Угол |
Фирма-изготовитель |
|
волны, |
мощность, |
(Д) или |
повторения |
импульса, нс |
расходимости |
|
|
мкм |
Вт |
матричный |
импульсов, Гц |
|
мрад |
|
|
|
|
(М) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
3 |
Д |
3000 |
200 |
250 X 140 |
RCA, Electro-Optics |
|
0,904 |
10 |
Д |
5000 |
200 |
250 X 140 |
RCA, Electro-Optics |
|
0,85 |
75-1000 |
М |
1000 |
100 |
125 |
Laser Diode Labs. |
|
0,85 |
2025 |
Д |
5000 |
100 |
125 |
Laser Diode Labs. |
|
0.86 |
3000 |
М |
104 |
1000 |
300 |
Optelecom |
|
0,904 |
50-300 |
М |
500 |
200 |
157 X 187 |
ITT Comp. Group |
|
|
|
|
|
|
|
|
Перестраиваемые лазеры на красителях
Диапазон |
Мощность, Вт |
Частота |
Ширина |
Длительность |
Метод накачки |
Фирма |
перестрой |
|
повторения |
линии, нм |
импульса, нс |
|
|
ки, нм |
|
импульсов, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200-3000 |
107 |
20 |
0,001 |
4-6 |
Nd-ИАГ |
Quanta-Ray |
320-1000 |
1,5 106 |
100 |
0,001 |
10-12 |
Эксимер |
Lambda Physik |
320-1000 |
6 106 |
50 |
0,02 |
6-10 |
Nd—ИАГ |
Lambda Physik |
217-760 |
107 |
10 |
0.01/0,001 |
4 |
Nd—ИАГ |
Molectron |
217-950 |
2,5 105 |
100 |
0,01 |
6 |
N2-лазер |
Molectron |
340-800 |
106 |
0,1 |
0,1 |
300 |
Коаксиальная |
Candela |
|
|
|
|
|
лампа-вспышка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лазерное зондирование атмосферы
Характеристики наиболее распространенных фотоприемников лазерного излучения в спектральном диапазоне 0.25-16 мкм
|
ФЭУ |
|
Ультрафиолетовый диапазон |
|
|
GaP, GaAsP, GaAs фотодиоды Шотки |
||
|
||
|
|
|
|
Кремниевые фотодиоды |
|
|
|
|
|
ФЭУ |
|
Видимый диапазон |
|
|
GaAsP фотодиоды |
||
|
||
|
|
|
|
Фоторезисторы |
|
|
|
|
|
Кремниевые фотодиоды |
|
|
|
|
Ближний ИК-диапазон |
InGaAs, Ge фотодиоды |
|
|
|
|
|
HgCdTe (MCT) |
|
|
|
|
Средний ИК-диапазон |
HgCdTe и PbSnTe фотодиоды |
|
|
|
Mobile lidar complexes (MLC)
MLC3 «Laser Systems»
MLC2 «Laser Systems»
MLC1 «Laser Systems»
The lidar system is intended for operative remote determination of the physical and chemical composition of atmospheric pollutants over the megapolices, large industrial centers, and regions of the ecological emergencies or hostilities with a probability of toxic agents application with ability of cloud mapping and dynamic prediction of the dangerous situations.