测风激光雷达中F-P标准具的分析及性能检测 被引量：6

1

作者 夏海云 孙东松 +2 位作者 钟志庆 王邦新 陈敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期29-31,共3页

基于双边缘技术的测风激光雷达中，多普勒频移由高分辨率的F—P标准具检测得到。数值计算了存在各种缺陷的标准具响应曲线，分析了入射光束发散角、表面质量以及平行度对透过率谱宽的影响。用等厚干涉的方法测量了标准具双通道的腔长差... 基于双边缘技术的测风激光雷达中，多普勒频移由高分辨率的F—P标准具检测得到。数值计算了存在各种缺陷的标准具响应曲线，分析了入射光束发散角、表面质量以及平行度对透过率谱宽的影响。用等厚干涉的方法测量了标准具双通道的腔长差值和表面质量。在窄带和宽带光源照射下，分别测量了标准具双通道的透过率曲线。长期测量（22天）的系统误差为0．42～0．85m／s。 展开更多

关键词 激光测风雷达 Fabry—Perot标准具 气溶胶 多普勒效应

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双边缘技术多普勒测风激光雷达标准具的优化 被引量：6

2

作者 夏海云 孙东松 +1 位作者 沈法华 董晶晶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1774-1778,共5页

优化了基于双边缘技术的直接测风多普勒激光雷达中F-P标准具的工作参数。确定激光谱宽后,选择适当的F-P标准具自由谱间距,可正确消除瑞利背景噪声的影响。分析了标准具镜面缺陷、非严格平行和入射光束发散角对其透过率曲线的影响。将标... 优化了基于双边缘技术的直接测风多普勒激光雷达中F-P标准具的工作参数。确定激光谱宽后,选择适当的F-P标准具自由谱间距,可正确消除瑞利背景噪声的影响。分析了标准具镜面缺陷、非严格平行和入射光束发散角对其透过率曲线的影响。将标准具透过率函数表达为唯一系统参数,即反射精细度的函数;通过计算散粒噪声极限时的相对测量误差,可确定最优反射精细度以及激光频率相对标准具透过率中心频率的最佳偏置;由最优反射精细度可得到入射到标准具光束的最大发散角和标准具的最小通光口径。 展开更多

关键词 F—P标准具 优化 测风激光雷达 反射精细度

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入射光斑对双F-P标准具测风激光雷达的影响 被引量：4

3

作者 夏海云 孙东松 +1 位作者 董晶晶 沈法华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期377-381,共5页

在直接测风激光雷达的接收光路中安装CCD监视器,发现了入射到标准具上光斑的形状及其强度分布对标准具透过率曲线产生的影响。理论分析表明:入射光斑影响了双Fabry-Perot标准具的频谱间距和透过率曲线的形状,双边缘直接测风激光雷达由... 在直接测风激光雷达的接收光路中安装CCD监视器,发现了入射到标准具上光斑的形状及其强度分布对标准具透过率曲线产生的影响。理论分析表明:入射光斑影响了双Fabry-Perot标准具的频谱间距和透过率曲线的形状,双边缘直接测风激光雷达由此将引入较大的系统误差。另外,由于强度分布的随机性,使系统的校准常数失去实际意义。通过在传导光纤上安装扰模器,并在反演风速时引入强度分布函数,可以减小光斑引起的误差。理论和实验表明,文中方法对直接探测测风激光雷达的精度有直接影响。 展开更多

关键词 激光雷达 风 直接探测 光斑

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中职生职业生涯教育实践中团体精神的展现与应用研究

4

作者 王涛 肖丹 夏海云 《汽车维修技师》 2025年第2期70-71,共2页

伴随中国职业教育的持续提升与扩大,众多热门课程的授课已经引起公众的重视,特别是在机电专业汽修领域的专业课程,近几年得到了大量的关注。机电专业该课程的授课方式相当独特,因此,为了使该专业课程得以持续发展,必须对学生实施专业技... 伴随中国职业教育的持续提升与扩大,众多热门课程的授课已经引起公众的重视,特别是在机电专业汽修领域的专业课程,近几年得到了大量的关注。机电专业该课程的授课方式相当独特,因此,为了使该专业课程得以持续发展,必须对学生实施专业技能的训练。然而,经过相关的研究调查,我国在这个领域还存在一些问题和不足。所以,我们将对中等职业学校的机电专业汽修课程和学生的技术精神的培育进行深入研究,期待能够为更多的人提供帮助。 展开更多

关键词 机电专业汽修课程 维修专业 团体精神 思想道德

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基于双F-P标准具的直接探测测风激光雷达 被引量：2

5

作者 夏海云 孙东松 +5 位作者 沈法华 董晶晶 钟志庆 王邦新 周小林 李颖颖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期273-278,共6页

研制了基于双 F-P 标准具直接探测的地基测风激光雷达。简要回顾了双边缘直接探测技术,介绍了系统结构与控制。为验证系统测量结果的准确性,研制了多普勒校准仪。在±40 m/s 动态范围内的校准实验表明:当累计光子数达到2 000时,测... 研制了基于双 F-P 标准具直接探测的地基测风激光雷达。简要回顾了双边缘直接探测技术,介绍了系统结构与控制。为验证系统测量结果的准确性,研制了多普勒校准仪。在±40 m/s 动态范围内的校准实验表明:当累计光子数达到2 000时,测风激光雷达系统对靶盘径向转速测量的标准误差为0.6 m/s。风场观测初步对比实验时,测风激光雷达的测量结果与风廓线测量结果一致。给出了24h 连续大气风场观测的结果:风场观测的垂直分辨率为21.2 m,每个径向观测的累积时间1 min,当激光雷达扫描视场内有云层时,测风激光雷达的探测高厦可达10 km。 展开更多

关键词 激光雷达 直接探测 F-P标准具

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基于Fabry-Perot标准具的多普勒测风激光雷达 被引量：20

6

作者 钟志庆 孙东松 +4 位作者 王邦新 夏海云 董晶晶 周小林 周军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期687-690,共4页

研制了1 064 nm直接探测多普勒测风激光雷达,采用Fabry-Perot标准具的双边缘技术,探测了对流层三维风场分布。介绍了多普勒测风激光雷达的总体结构和技术参数,较为详细地叙述了各部分的结构及其功能,并给出了合肥地区对流层径向风速的... 研制了1 064 nm直接探测多普勒测风激光雷达,采用Fabry-Perot标准具的双边缘技术,探测了对流层三维风场分布。介绍了多普勒测风激光雷达的总体结构和技术参数,较为详细地叙述了各部分的结构及其功能,并给出了合肥地区对流层径向风速的初步探测结果。结果表明,该激光雷达系统性能稳定,夜晚的探测高度可以达到9 km。 展开更多

关键词 激光 雷达 风 多普勒 Fabry-Pcrot标准具

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激光雷达斜程能见度的一种探测方法及其分析 被引量：17

7

作者 陈敏 孙东松 +2 位作者 李洪敬 沈法华 夏海云 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期156-160,共5页

提出利用激光雷达多仰角探测方法对大气斜程积分能见度测量的方案。该方案以大气光学厚度替代传统的利用大气消光系数分布求解斜程能见度,从而克服了在低能见度下,由于大气多次散射,斜程能见度难以测准的缺点,提高了探测精度,为飞机起... 提出利用激光雷达多仰角探测方法对大气斜程积分能见度测量的方案。该方案以大气光学厚度替代传统的利用大气消光系数分布求解斜程能见度,从而克服了在低能见度下,由于大气多次散射,斜程能见度难以测准的缺点,提高了探测精度,为飞机起飞着陆提供了较为准确的气象参数。利用Monte!Carlo方法模拟计算了3种大气消光分布情况下采用该方法测量的积分能见度。结果表明:在激光探测区域内和垂直高度相同的大气消光分布均匀的假设条件下,只要在设计激光雷达时,恰当选择系统参数(如激光脉冲能量、积分累计时间、窄带滤光片带宽等)使得信噪比满足一定的条件,该方法是可行的,且能见度探测误差不超过4.3%。 展开更多

关键词 斜程能见度 激光雷达 大气光学厚度 大气消光

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Levenberg-Marquardt算法在测风激光雷达中的应用 被引量：11

8

作者 周小林 孙东松 +5 位作者 钟志庆 王邦新 夏海云 董晶晶 沈法华 刘东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期500-504,共5页

分析了直接探测测风激光雷达中的Fabry-Perot标准具透过率的非线性理论模型。根据实验测量数据,利用Levenberg-Marquardt算法对理论模型进行参数优化估值,获得测量数据的最佳拟合曲线。数值计算表明,pseudo-Voigt函数能快速且很好地近... 分析了直接探测测风激光雷达中的Fabry-Perot标准具透过率的非线性理论模型。根据实验测量数据,利用Levenberg-Marquardt算法对理论模型进行参数优化估值,获得测量数据的最佳拟合曲线。数值计算表明,pseudo-Voigt函数能快速且很好地近似计算Voigt线形。对于Fabry-Perot标准具的宽带光透过率频谱响应曲线,可以采用Voigt函数拟合,也可以采用pseudo-Voigt函数拟合;当透过率频谱响应曲线用于风速反演时,若采用pseudo-Voigt函数拟合会造成低于1 m/s的测速偏差,因此必须采用Voigt函数拟合。 展开更多

关键词 激光雷达 FABRY-PEROT标准具 Lorentz函数 Voigt函数 pseudo-Voigt函数 LEVENBERG-MARQUARDT算法

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1.06μm多普勒激光雷达的低对流层风场测量(英文) 被引量：12

9

作者 孙东松 刘东 +5 位作者 夏海云 王邦新 钟志庆 董晶晶 周军 胡欢陵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期52-56,共5页

介绍了一套基于双边缘检测技术的1064 nm Mie多普勒测风激光雷达系统。采用Farbry-Perot标准具作为频率检测器,分析了风场中大气气溶胶运动造成的多普勒频移。利用转盘硬目标的速度校准系统对接收机校准,在±40m/s的径向速度范围内... 介绍了一套基于双边缘检测技术的1064 nm Mie多普勒测风激光雷达系统。采用Farbry-Perot标准具作为频率检测器,分析了风场中大气气溶胶运动造成的多普勒频移。利用转盘硬目标的速度校准系统对接收机校准,在±40m/s的径向速度范围内,校准精度小于1%。给出了从2006年4月23日起连续八天的风场测量结果。 展开更多

关键词 激光雷达 风 FABRY-PEROT标准具 气溶胶 直接探测

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直接探测多普勒激光雷达的光束扫描和风场测量 被引量：15

10

作者 王邦新 沈法华 +6 位作者 孙东松 钟志庆 夏海云 刘东 周小林 董晶晶 李颖颖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期69-72,共4页

介绍了直接探测多普勒激光雷达的系统结构和主要参数,给出了该系统进行大气风场测量的光束扫描方法,详细推导了三维风场的计算公式,给出了其风速和风向误差的求解方法。在径向风速均为1m/s和扫描角度误差均为1°的情况下,水平风速... 介绍了直接探测多普勒激光雷达的系统结构和主要参数,给出了该系统进行大气风场测量的光束扫描方法,详细推导了三维风场的计算公式,给出了其风速和风向误差的求解方法。在径向风速均为1m/s和扫描角度误差均为1°的情况下,水平风速和风向的误差分别为1.155m/s和0.707°。给出了合肥地区对流层风场的测量结果,结果表明,采用该方法测量大气风场是切实可行的。 展开更多

关键词 激光雷达 VAD技术 风场 误差

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多普勒测风激光雷达数据处理方法分析 被引量：10

11

作者 王邦新 孙东松 +4 位作者 钟志庆 夏海云 沈法华 周小林 董晶晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期373-376,共4页

介绍了基于双Fabry!Perot标准具的测风激光雷达的工作原理,分析了大气分子散射对风速测量的影响,并给出了相应的数据处理方法。模拟并分析了两种不同迭代初值在1～3次迭代时产生的系统测量误差,给出了1km和5km处风速的测量误差。利用自... 介绍了基于双Fabry!Perot标准具的测风激光雷达的工作原理,分析了大气分子散射对风速测量的影响,并给出了相应的数据处理方法。模拟并分析了两种不同迭代初值在1～3次迭代时产生的系统测量误差,给出了1km和5km处风速的测量误差。利用自行研制的一台多普勒测风激光雷达对合肥地区对流层风场进行测量,并用两种方法处理了实验数据。结果表明,改进的数据处理方法是切实可行的。 展开更多

关键词 激光雷达 米散射 瑞利散射 风 数据处理

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基于FP标准具的直接探测多普勒测风激光雷达 被引量：7

12

作者 孙东松 钟志庆 +4 位作者 王邦新 夏海云 董晶晶 周小林 周军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期303-306,共4页

已研制成功一台1064 nm直接探测多普勒测风激光雷达,采用Fabry-Perot(FP)标准具的双边缘技术,用于探测对流层三维风场廓线分布。介绍了多普勒测风激光雷达的基本工作原理、总体结构和技术参数,较为详细地叙述了各部分的结构及其功能,并... 已研制成功一台1064 nm直接探测多普勒测风激光雷达,采用Fabry-Perot(FP)标准具的双边缘技术,用于探测对流层三维风场廓线分布。介绍了多普勒测风激光雷达的基本工作原理、总体结构和技术参数,较为详细地叙述了各部分的结构及其功能,并给出了合肥地区对流层风场廓线分布的初步探测结果。结果表明, 该激光雷达性能稳定,达到了设计指标。 展开更多

关键词 大气光学 激光雷达 风 多普勒效应 FP标准具 直接探测

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中高层大气瑞利多普勒测风激光雷达性能分析(英文) 被引量：10

13

作者 王国成 窦贤康 +2 位作者 夏海云 孙东松 李刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2351-2357,共7页

设计了基于Fabry-Perot（FP）标准具的中高层大气（20~60 km）多普勒测风激光雷达（DWL）系统。介绍了激光雷达的多普勒测风基本原理;根据探测指标分别给出了DWL的发射机、接收机、发射接收光学和风场反演等子系统方案,重点对接收机的... 设计了基于Fabry-Perot（FP）标准具的中高层大气（20~60 km）多普勒测风激光雷达（DWL）系统。介绍了激光雷达的多普勒测风基本原理;根据探测指标分别给出了DWL的发射机、接收机、发射接收光学和风场反演等子系统方案,重点对接收机的参数进行了详细的设计与分析;最后对全系统的信号信噪比、探测偏差进行了理论模拟。得出的结论为：当脉冲累计时间为5 min（15 000 shots）时,该系统在晚上60 km高度处的探测偏差为3.6 m/s。 展开更多

关键词 风 多普勒 FP标准具 瑞利散射

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利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理分析 被引量：6

14

作者 沈法华 孙东松 +5 位作者 陈敏 夏海云 董晶晶 王邦新 钟志庆 周小林 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期330-334,共5页

导出了激光多普勒雷达基于Fizeau干涉仪及CCD探测器进行测风时,每个CCD元最终接收到信号的一般表达式。对系统的参数做了整体优化,得出一组优化参数。在0-3 km高度,得出系统风速误差小于0．16 m／s。对最终的风速反演分别运用最小二乘... 导出了激光多普勒雷达基于Fizeau干涉仪及CCD探测器进行测风时,每个CCD元最终接收到信号的一般表达式。对系统的参数做了整体优化,得出一组优化参数。在0-3 km高度,得出系统风速误差小于0．16 m／s。对最终的风速反演分别运用最小二乘拟合法和重心法。分析表明最小二乘拟合法只适用于风速较小的情况。详细分析了运用重心法计算风速必然会引起的误差,并提出一种解决方法。修正后,在±30 m／s 风速范围内,该方法产生的误差小于0．25 m／s。 展开更多

关键词 大气光学 风速测量 激光雷达 Fizeau干涉仪 气溶胶散射

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激光雷达探测的大气气溶胶空间二维分布 被引量：8

15

作者 陈敏 孙东松 +2 位作者 顾江 沈法华 夏海云 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期369-372,共4页

提出了通过改变激光束仰角的斜程探测得到气溶胶空间二维分布的方案。利用自行研制的Mie散射激光雷达系统对合肥西郊上空的大气气溶胶进行了连续的斜程探测,并通过相应的数据处理方法,得到气溶胶消光系数二维分布图及其随时间的演变图... 提出了通过改变激光束仰角的斜程探测得到气溶胶空间二维分布的方案。利用自行研制的Mie散射激光雷达系统对合肥西郊上空的大气气溶胶进行了连续的斜程探测,并通过相应的数据处理方法,得到气溶胶消光系数二维分布图及其随时间的演变图。给出了2005年12月2日的典型探测结果,这些结果不仅全面直观地反映了大气空间某一纵向剖面的气溶胶消光系数分布情况,而且清楚地显示了这一分布随时间的整体变化趋势,这对于实时的大气环境监测具有重要意义。 展开更多

关键词 激光雷达 消光系数 斜程

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对基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达的研究 被引量：5

16

作者 沈法华 孙东松 +5 位作者 陈敏 夏海云 董晶晶 王邦新 钟志庆 周小林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期691-695,共5页

介绍了基于Fizeau干涉仪测风激光雷达的系统结构。在已有的系统参数下,对探测器测量的频率范围和Fizeau楔角作了优化,得出的系统误差在3 km处小于0.17 m/s。讨论了不同的数据反演方法。采用Voigt拟合法对用Monte-Carlo方法模拟的信号进... 介绍了基于Fizeau干涉仪测风激光雷达的系统结构。在已有的系统参数下,对探测器测量的频率范围和Fizeau楔角作了优化,得出的系统误差在3 km处小于0.17 m/s。讨论了不同的数据反演方法。采用Voigt拟合法对用Monte-Carlo方法模拟的信号进行了多次处理,反演出的风速和实际值相差很小,标准偏差和用最小二乘拟合方法的系统误差公式值相符。表明用Voigt拟合方法反演风速是可行的,尤其在大风速情况下,其优势明显。在3 km处,当K=0.1时,探测器的盲区存在将产生约0.01 m/s的测量误差。 展开更多

关键词 Fizeau干涉仪 风速 激光雷达 米散射

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基于多尺度EMD的激光雷达信号分段去噪 被引量：4

17

作者 周小林 孙东松 +4 位作者 钟志庆 王邦新 夏海云 沈法华 董晶晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z4期477-482,共6页

介绍了一种新的信号去噪方法。针对激光雷达信号和 EMD 信号分解的特点,结合统计检测理论,利用中心极限定理和 Grubbs 判据对信号强度起伏的随机性进行检测。检测出的信号强突变部分视为信号的发展趋势保留不参与 EMD 分解,其余部分则使... 介绍了一种新的信号去噪方法。针对激光雷达信号和 EMD 信号分解的特点,结合统计检测理论,利用中心极限定理和 Grubbs 判据对信号强度起伏的随机性进行检测。检测出的信号强突变部分视为信号的发展趋势保留不参与 EMD 分解,其余部分则使用 EMD 方法分解。对分段处理的信号用半软阈值限幅的办法重构;重构信号可能出现的 pseudo-Gibbs 现象,采用平移不变量去噪原理处理。实测信号的处理结果表明了这种去噪方法的有效性,即能取得较好的去噪效果,又能较好的保留信号的突变信息和强突变信息. 展开更多

关键词 激光雷达信号 中心极限定理 Grubbs判据 经验模态分解 本征模态函数

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基于Fizeau条纹技术的测风激光雷达风速反演方法 被引量：4

18

作者 沈法华 岳斌 +1 位作者 夏海云 孙东松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期834-837,共4页

建立了基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达后向散射信号的理论模型,并利用最小二乘拟合方法结合数值迭代方法反演风速。该方法无需确切知道实际系统参数的大小和测量时的大气状况。风速反演的精度受迭代次数的影响,而迭代初值的选取只会影... 建立了基于Fizeau干涉仪的测风激光雷达后向散射信号的理论模型,并利用最小二乘拟合方法结合数值迭代方法反演风速。该方法无需确切知道实际系统参数的大小和测量时的大气状况。风速反演的精度受迭代次数的影响,而迭代初值的选取只会影响迭代的收敛速度。用Monte-Carlo方法模拟了低对流层的回波信号并进行了风速反演,验证了该风速反演方法的可行性。模拟的系统参数在0～5 km高度,由信号的散粒噪声引起的系统误差小于1m/s。 展开更多

关键词 条纹技术 激光雷达 风速反演方法 风速误差

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1.55μm相干激光雷达系统的硬目标速度探测 被引量：4

19

作者 张飞飞 夏海云 孙东松 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期602-606,共5页

为了实现激光雷达系统对硬目标的探测,设计了相干探测系统,引入平衡探测器优化本振的大小,并对漫反射硬目标速度进行了探测。结果表明,采用平衡探测器,优化本振的大小,可以有效地提高系统的信噪比,对漫反射硬目标的速率探测平均误差为0.... 为了实现激光雷达系统对硬目标的探测,设计了相干探测系统,引入平衡探测器优化本振的大小,并对漫反射硬目标速度进行了探测。结果表明,采用平衡探测器,优化本振的大小,可以有效地提高系统的信噪比,对漫反射硬目标的速率探测平均误差为0.49m/s,测量速率的方差为0.91m/s,实现了系统对漫反射硬目标速度的相干探测。这一结果对于相干测风激光雷达的研制是有帮助的。 展开更多

关键词 激光技术 激光雷达 相干探测 硬目标 速度探测

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积分球在瑞利测风激光雷达中的应用 被引量：3

20

作者 高园园 舒志峰 +4 位作者 孙东松 夏海云 张飞飞 韩於利 上官明佳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3547-3554,共8页

入射到标准具上的光斑强度分布影响标准具透过率曲线的形状,进而影响风速反演。将激光入射进积分球后在腔壁上发生漫反射,出射激光光斑变均匀,从而使标准具的透过率曲线更准确。同时出射激光脉冲的宽度在时域上变宽,提高了探测的信噪比... 入射到标准具上的光斑强度分布影响标准具透过率曲线的形状,进而影响风速反演。将激光入射进积分球后在腔壁上发生漫反射,出射激光光斑变均匀,从而使标准具的透过率曲线更准确。同时出射激光脉冲的宽度在时域上变宽,提高了探测的信噪比,扫描得到的标准具的透过率曲线也更稳定。同样的道理,锁定通道的锁定过程也由于这两点改变而更精确。积分球的这两点特性用于355 nm瑞利测风激光雷达系统中将大大提高探测的稳定性和信噪比。将激光通过积分球后扫描透过率曲线,在风速大小为±100 m/s的范围内计算得到的风速误差最大值为0.061 m/s,平均值为0.054 m/s。 展开更多

关键词 积分球 光斑 脉冲展宽 激光雷达

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