高斯光束在大气湍流中的数值模拟和光强起伏 被引量：14

1

作者 徐光勇 吴健 +2 位作者 杨春平 何武光 韩勇 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期548-550,共3页

为了分析大气湍流对高斯光束产生的光强起伏现象,采用相位屏的方法,模拟出高斯光束经过大气湍流后在接受面上的光场分布情况,然后对模拟出的光场进行分析得到光强起伏的方差,并与理论得到的静态统计量进行分析比较,在一定程度上得到了... 为了分析大气湍流对高斯光束产生的光强起伏现象,采用相位屏的方法,模拟出高斯光束经过大气湍流后在接受面上的光场分布情况,然后对模拟出的光场进行分析得到光强起伏的方差,并与理论得到的静态统计量进行分析比较,在一定程度上得到了较好的吻合。这一结果对各种近地激光应用是有帮助的。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 大气湍流 光强起伏 相位屏 数值模拟

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微脉冲激光雷达测量大气水平能见度 被引量：9

2

作者 孙兆滨 郭金家 +2 位作者 刘智深 马森 刘振 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期200-202,共3页

为了改进乃至革新大气能见度的探测技术,探索新型、快速、准确测量大气能见度的方法,采用自行研制的能见度微脉冲激光雷达,进行了水平大气能见度测量实验,并同已经商品化的能见度仪NQ-1进行了同步对比测量。实验结果表明,在水平能见度... 为了改进乃至革新大气能见度的探测技术,探索新型、快速、准确测量大气能见度的方法,采用自行研制的能见度微脉冲激光雷达,进行了水平大气能见度测量实验,并同已经商品化的能见度仪NQ-1进行了同步对比测量。实验结果表明,在水平能见度较差时,微脉冲激光雷达和能见度仪具有很高的相关性,相关系数达到了0.88;在水平能见度较好的时候,相关系数保持在0.73以上。说明能见度微脉冲激光雷达系统可以应用于大气能见度的探测。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 相关系数 消光系数 大气能见度 微脉冲激光雷达 能见度仪

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激光大气传输光波相位不连续性问题研究进展 被引量：5

3

作者 葛筱璐 冯晓星 范承玉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期485-489,共5页

激光在大气中长距离传输时,即使湍流很弱也会产生强湍流效应。在强湍流效应中,一个重要的问题就是光波的相位不再是连续的,相位不连续性问题会引起现有的自适应光学校正能力的降低。介绍了相位不连续点产生的机理和基本性质,阐述了激光... 激光在大气中长距离传输时,即使湍流很弱也会产生强湍流效应。在强湍流效应中,一个重要的问题就是光波的相位不再是连续的,相位不连续性问题会引起现有的自适应光学校正能力的降低。介绍了相位不连续点产生的机理和基本性质,阐述了激光大气传输相位不连续性问题近年来的研究进展,为激光大气传输及自适应光学校正技术研究工作的更好开展提供了参考。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 自适应光学 不连续相位 激光传输 大气湍流

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地球科学激光测高系统大气延迟修正算法 被引量：6

4

作者 王欢 李松 周辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期169-171,共3页

为了对大气传播延迟误差进行修正,达到精确测量的目的,推导了天顶延迟的理论计算公式;在大仰角情况下提出了一种简化的映射函数,并把它与连分式映射函数进行了比较。以地球科学激光测高系统在南极的观测数据为依据,分析得到该系统的平... 为了对大气传播延迟误差进行修正,达到精确测量的目的,推导了天顶延迟的理论计算公式;在大仰角情况下提出了一种简化的映射函数,并把它与连分式映射函数进行了比较。以地球科学激光测高系统在南极的观测数据为依据,分析得到该系统的平均大气延迟量为2.35m,修正误差控制在12mm以内。结果表明,在大仰角情况下,两者对总延迟的影响差异不超过0.1mm。总的延迟量可以通过天顶延迟和映射函数计算得出。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 大气延迟 映射函数 天顶延迟

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大气激光束漂移的实验研究 被引量：5

5

作者 赵琦 钟鸣 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期532-534,共3页

为了研究激光束在大气中的漂移情况,对激光束在大气中的传输做了实验研究。采用电荷耦合器件CCD成像技术对光斑的漂移情况进行了测量。对光斑漂移在水平和垂直方向的变化进行了实验研究,并分析了横向风对光束漂移的影响,得到了在不同时... 为了研究激光束在大气中的漂移情况,对激光束在大气中的传输做了实验研究。采用电荷耦合器件CCD成像技术对光斑的漂移情况进行了测量。对光斑漂移在水平和垂直方向的变化进行了实验研究,并分析了横向风对光束漂移的影响,得到了在不同时刻以及不同传输距离情况下光束漂移情况的实验结果。结果表明,光束随传输距离的增加,垂直和水平方向的漂移量逐渐趋于一致。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光大气传输 光束漂移 大气湍流

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RML探测大气气溶胶波长指数的不确定分析 被引量：3

6

作者 闫顺生 胡顺星 +1 位作者 胡欢陵 钟志庆 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期667-669,672,共4页

为了提高喇曼-米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的精确度,利用不确定度传递公式对其不确定性进行了详细的理论分析,并结合喇曼-米散射激光雷达在合肥西郊的实际探测例子进行了实验研究,计算了信号、大气透过率比值和散射比参考值... 为了提高喇曼-米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的精确度,利用不确定度传递公式对其不确定性进行了详细的理论分析,并结合喇曼-米散射激光雷达在合肥西郊的实际探测例子进行了实验研究,计算了信号、大气透过率比值和散射比参考值的相对不确定度,在高度6km以下信号相对不确定度一般小于30%,透过率比的相对不确定度一般小于4%,散射比参考值相对不确定度大小则由参考值与实际值差异而定。结果表明,适当增大激光脉冲能量和延长信号采集累计时间、准确标定散射比参考值可有效减小喇曼-米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的不确定性。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 大气气溶胶 喇曼-米散射激光雷达 波长指数 不确定度

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喇曼激光雷达探测云及其附近气溶胶光学参量 被引量：3

7

作者 伯广宇 钟志庆 +1 位作者 王邦新 刘东 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期597-601,共5页

为了研究喇曼激光雷达探测云与气溶胶相互作用相关光学参量的可行性,研制了一台607nm喇曼激光雷达。采用适当提高喇曼激光雷达配置的方法,提高了喇曼回波信号信噪比。通过实验取得了晴空少云天气下云和气溶胶的消光系数垂直廓线,给出了... 为了研究喇曼激光雷达探测云与气溶胶相互作用相关光学参量的可行性,研制了一台607nm喇曼激光雷达。采用适当提高喇曼激光雷达配置的方法,提高了喇曼回波信号信噪比。通过实验取得了晴空少云天气下云和气溶胶的消光系数垂直廓线,给出了喇曼激光雷达观测云与气溶胶相互作用的个例分析,说明利用地基喇曼激光雷达,可以为研究云与气溶胶之间相互作用的物理过程提供基础数据,并指出正在研制的多波长喇曼-偏振激光雷达技术探测云与气溶胶相互作用的技术优势。结果表明,喇曼激光雷达具备定量探测中低自由对流层内薄云层和气溶胶消光系数的能力。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 云与气溶胶相互作用 喇曼激光雷达 消光系数

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湍流大气中J_0相关部分相干平顶光束的传输特性 被引量：4

8

作者 朱焯炜 徐建才 仓吉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期565-568,共4页

为了研究相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干平顶光束的传输特性,采用广义惠更斯-菲涅耳公式得到了J_0相关部分相干平顶光束通过湍流大气的平均光强分布,并利用空间2阶矩法得到了均方根束宽的解析表达式;分析了传输距离、相干长度、大气... 为了研究相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干平顶光束的传输特性,采用广义惠更斯-菲涅耳公式得到了J_0相关部分相干平顶光束通过湍流大气的平均光强分布,并利用空间2阶矩法得到了均方根束宽的解析表达式;分析了传输距离、相干长度、大气折射率结构常数、阶数对光强分布特性和光束扩展的影响。结果表明,J_0部分相干平顶光束的阶数越高,相干长度越小,光束受湍流的影响就越小;改变光源的相干度可以使光束在湍流大气中的中心光强达到最大。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 J0相关部分相干平顶光束 湍流大气 传输特性

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ELGB在湍流大气中通过圆形光阑的传输特性 被引量：3

9

作者 费津程 崔执凤 +1 位作者 王家驷 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期849-853,共5页

为了研究复宗量拉盖尔-高斯光束在湍流大气中通过圆形光阑的传输特性,采用拓展的惠更斯-菲涅耳原理进行了理论推导和数值计算,得到了光强表达式和相应的计算图像。结果表明,光束在湍流大气中受到光阑限制传输时,当截断参量6<1,光束... 为了研究复宗量拉盖尔-高斯光束在湍流大气中通过圆形光阑的传输特性,采用拓展的惠更斯-菲涅耳原理进行了理论推导和数值计算,得到了光强表达式和相应的计算图像。结果表明,光束在湍流大气中受到光阑限制传输时,当截断参量6<1,光束能够长距离传输且与源场时的光束横截面光强分布大致类似,仍为空心光束,但中心处光强的归一化值大于0;当截断参量δ≥1时,小孔的衍射效应不明显,与无小孔限制时非常类似,光束横截面光强分布变为高斯形状;大气湍流强度越小,越容易保持源场时的光束横截面光强分布;不同阶数光束在湍流大气中的传输特性也做了相应研究。该结果对于从事激光传输与自由空间光通讯是有帮助的。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 复宗量拉盖尔-高斯光束 拓展的惠更斯-菲涅耳原理 湍流大气 光阑

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大气湍流对单光子通信中光子态的影响 被引量：1

10

作者 徐建才 张逸新 +3 位作者 朱焯炜 魏柏林 王建宇 贾建军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期839-842,共4页

为了研究光子态在大气湍流中的变化规律,基于拉盖尔-高斯光束横向空间波函数(光子轨道角动量的本征函数)以及湍流大气中拉盖尔-高斯光束光子态(可由各本征光子态叠加构成),得到了湍流大气中光子态的探测概率,并分析了大气湍流、传输距... 为了研究光子态在大气湍流中的变化规律,基于拉盖尔-高斯光束横向空间波函数(光子轨道角动量的本征函数)以及湍流大气中拉盖尔-高斯光束光子态(可由各本征光子态叠加构成),得到了湍流大气中光子态的探测概率,并分析了大气湍流、传输距离、质量因子对光子态的影响。结果表明,质量因子是决定发射光子态跳变的重要因素,相同质量因子的光子态在接受端的测量权重基本相同,且质量因子值越大原光子态测量权重越小。同时,在湍流大气的影响下,从原光子态跳变到轨道角动量增加某值的光子态的测量权重总和与跳变到减小相应轨道角动量的光子态的测量权重总和基本相同;随着湍流强度或传输距离的增加,发射光子态在接受端的光子测量权重不断减小,而且湍流强度对光子态测量权重的影响比距离的大。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光通信 光子态 大气湍流 轨道角动量

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湍流大气中J_0相关部分相干平顶光束的谱移 被引量：3

11

作者 朱焯炜 苏宙平 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期532-535,共4页

为了研究相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干平顶光束的光谱特性,采用广义惠更斯-菲涅耳公式推导了J0相关部分相干平顶光束通过湍流大气的光谱分布表达式,分析了大气折射率结构常数、平顶阶数、光源的中心频率、相干性参量以及谱宽对谱... 为了研究相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干平顶光束的光谱特性,采用广义惠更斯-菲涅耳公式推导了J0相关部分相干平顶光束通过湍流大气的光谱分布表达式,分析了大气折射率结构常数、平顶阶数、光源的中心频率、相干性参量以及谱宽对谱移的影响。结果表明,光源的中心频率、光谱宽度、空间相干参量、湍流强度对轴上谱移量影响较大;另外,随着湍流的增强,光谱位移量减小;在自由空间中,平顶光束的阶数越高,对谱移的影响就越大,但在湍流大气中阶数对谱移几乎没有影响。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 光谱特性 J0相关部分相干平顶光束 湍流大气

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热层氦辐射线大气吸收系数的理论分析 被引量：1

12

作者 贺健 张庆国 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期268-271,共4页

为了实现激光雷达对热层氦浓度的探测,采用理论分析和计算机模拟的方法,计算了组成亚稳态氦1083nm的3条共振辐射线的大气吸收系数,得到了大气吸收系数的数量级为10^(-3)。结果表明,对于同一光谱线,大气吸收系数与原子浓度成正比,与温度... 为了实现激光雷达对热层氦浓度的探测,采用理论分析和计算机模拟的方法,计算了组成亚稳态氦1083nm的3条共振辐射线的大气吸收系数,得到了大气吸收系数的数量级为10^(-3)。结果表明,对于同一光谱线,大气吸收系数与原子浓度成正比,与温度的1/4次方成正比,而与压强成反比;对不同光谱线,大气吸收系数与中心波长成正比;在谱线半宽度内,平均大气吸收系数和谱线中心大气吸收系数成正比。最后指出了大气吸收系数在光谱分析中的应用。此分析讨论对于激光雷达对热层氦浓度的探测具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 亚稳态氦 激光雷达 大气吸收系数 光谱分析

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高斯光束大气传输规律的数值分析 被引量：3

13

作者 周中亮 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期110-112,共3页

为了分析光束传输与大气参量如大气能见度、折射率结构常数和激光自身参量如激光的波长、光束腰斑半径的关系,以高斯光束为例,推导了其远距离传输规律,采用数值模拟的方法分析了各因素对传输轴上和截面上光强分布的影响。结果表明,一旦... 为了分析光束传输与大气参量如大气能见度、折射率结构常数和激光自身参量如激光的波长、光束腰斑半径的关系,以高斯光束为例,推导了其远距离传输规律,采用数值模拟的方法分析了各因素对传输轴上和截面上光强分布的影响。结果表明,一旦激光发射系统的特征参量和大气传输效应的特征参量确定,就可判断激光大气传输的效果。这一结果为激光工程应用的可行性及系统参量的优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光传播 高斯光束 衰减效应 湍流效应

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基于布里渊激光雷达测量大气声速误差分析

14

作者 梁琨 马泳 +1 位作者 程飞 王宏远 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期94-96,共3页

为了对大气声速误差进行分析,利用布里渊散射信号激光雷达对大气声速进行了测量,分析了大气声速与大气布里渊频移、大气折射率和入射激光波长的具体关系,利用该方法测量了大气声速的精度,并进行了数值分析。结果表明,在标准大气条件下,... 为了对大气声速误差进行分析,利用布里渊散射信号激光雷达对大气声速进行了测量,分析了大气声速与大气布里渊频移、大气折射率和入射激光波长的具体关系,利用该方法测量了大气声速的精度,并进行了数值分析。结果表明,在标准大气条件下,0km～86km海拔高度范围内大气声速测量的不确定度小于0.269m/s。该误差的分析对激光雷达的设计具有参考价值。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光雷达 布里渊散射 声速 误差分析

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斜程大气传输部分相干平顶光束的空间相干度

15

作者 仓吉 齐文辉 张逸新 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期518-521,共4页

为了研究不同天顶角、传输距离、光源相干性以及湍流外尺度对接收面光束空间相干度的影响,采用广义惠更斯-菲涅耳原理和相位结构函数的平方近似,并运用张量积分的方法,得到了部分相干平顶光束通过斜程湍流大气传输后接收面光束空间相干... 为了研究不同天顶角、传输距离、光源相干性以及湍流外尺度对接收面光束空间相干度的影响,采用广义惠更斯-菲涅耳原理和相位结构函数的平方近似,并运用张量积分的方法,得到了部分相干平顶光束通过斜程湍流大气传输后接收面光束空间相干度的解析表达式。结果表明,传输距离较短时,该光束空间相干度随两点距离的增加出现振荡现象,而传输距离较长时振荡现象消失;当传输距离给定时,天顶角越大,光束空间相干度的有效宽度相对较短。初始相干长度较短的该类光束其空间相干度的宽度不随传输距离的增加而减小;长距离传输后,光束空间相干性与光束初始相干长度不再有关。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 部分相干平顶光束 空间相干性 斜程传输

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部分相干平顶光束序列在湍流大气中传输特性 被引量：5

16

作者 钟燕丽 崔执凤 +1 位作者 石建平 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期542-547,共6页

为了研究部分相干平顶光束序列在湍流中的传输特性,采用扩展Huygens-Fresnel原理,得到了相应的解析表达式,并运用MATHEMATICA进行了相应的数值模拟。结果表明,湍流一定时,相干长度越小,变成高斯光束的趋势越快;光束阶数越大、相干长度越... 为了研究部分相干平顶光束序列在湍流中的传输特性,采用扩展Huygens-Fresnel原理,得到了相应的解析表达式,并运用MATHEMATICA进行了相应的数值模拟。结果表明,湍流一定时,相干长度越小,变成高斯光束的趋势越快;光束阶数越大、相干长度越小,部分相干平顶光束序列的相对束腰宽度扩散较快;相干长度越小、光束阶数越大,部分相干平顶光束序列的斯特列尔比受湍流影响越小;在远场中,当阶数改变,桶半宽度小于4倍光束的束腰宽度时,平顶光束序列的光束阶数相对高,桶中功率相对大,桶半宽度大于4倍光束的束腰宽度时,平顶光束序列的光束阶数相对高,桶中功率相对小;当光束的相干长度改变时,桶半宽度小于4倍光束的束腰宽度时,平顶光束序列的相干长度σ越小,桶中功率越大,桶半宽度大于4倍光束的束腰宽度时,相干长度σ越大,桶中功率越大。这些结果对激光在通信方面具有一定的实际应用。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 扩展的惠更斯-菲涅耳原理 部分相干平顶光束序列 传输

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受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气传输的M^2因子 被引量：1

17

作者 包训旺 袁扬胜 +1 位作者 崔执凤 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期427-432,共6页

为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于... 为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于0.4倍的腰宽时,受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大而增大,随着湍流内标量、光束拓扑荷数的增大而减小。在相同条件下,光束的传输质量因子随着遮挡物尺寸的增大而增大。所得结论对实际激光传输和自由空间光通信有一定的参考价值。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 M2因子 拓展的惠更斯-菲涅耳原理 贝塞尔-高斯光束

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在湍流大气中传输时相干系统的抖动对远场的影响

18

作者 史晓刚 陈建国 +4 位作者 窦汝海 王鹏飞 李松柏 段志春 傅玉青 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期470-474,共5页

为了研究相干合束激光在湍流大气中传输时,合束系统的抖动对远场的影响,采用惠更斯-菲涅耳原理推导了系统中单个光源因抖动造成偏离时的远场光强表达式。以正六边形阵列为例,分析了在不同湍流强度或者传输距离时,抖动对远场造成的的影响... 为了研究相干合束激光在湍流大气中传输时,合束系统的抖动对远场的影响,采用惠更斯-菲涅耳原理推导了系统中单个光源因抖动造成偏离时的远场光强表达式。以正六边形阵列为例,分析了在不同湍流强度或者传输距离时,抖动对远场造成的的影响,并分别描绘了峰值光强及桶中功率不低于理想情况下92%时的抖动控制曲线。结果表明,抖动造成了远场的峰值光强和桶中功率的降低;当抖动范围相同时,随着湍流强度的减弱或者传输距离的减小,抖动的破坏更加严重。这一结果对研究湍流大气中的相干合束是有帮助的。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 湍流大气 相干合束 系统抖动 峰值光强 桶中功率

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海洋探测布里渊雷达的关键技术及发展概况 被引量：2

19

作者 任秀云 崔子浩 +3 位作者 田兆硕 杨君国 刘立宝 付石友 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期808-812,816,共6页

海洋探测布里渊雷达结合了布里渊散射、激光雷达和遥感技术,是一种新颖的频率探测激光雷达,可以抵御幅度噪声,具有相当高的信噪比,抗干扰性强、测量精度高。分析了布里渊散射雷达系统的关键技术,概要地介绍了国内外布里渊雷达关键技术... 海洋探测布里渊雷达结合了布里渊散射、激光雷达和遥感技术,是一种新颖的频率探测激光雷达,可以抵御幅度噪声,具有相当高的信噪比,抗干扰性强、测量精度高。分析了布里渊散射雷达系统的关键技术,概要地介绍了国内外布里渊雷达关键技术的发展状况,并讨论了布里渊雷达技术在海洋探测领域的实用化进程及应用前景。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光雷达 布里渊散射 频率探测

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云的多次散射对激光雷达测量结果影响的研究 被引量：8

20

作者 李颖颖 孙东松 +3 位作者 王珍珠 沈法华 周小林 董晶晶 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期611-613,638,共4页

为了更加准确地获得大气消光系数和后向散射系数,利用半解析Monte Carlo方法对云的大气多次散射激光雷达回波信号进行了模拟计算。分析了激光雷达接收视场角及光学厚度对多次散射回波信号的影响及水云和卷云多次散射因子与光学厚度的关... 为了更加准确地获得大气消光系数和后向散射系数,利用半解析Monte Carlo方法对云的大气多次散射激光雷达回波信号进行了模拟计算。分析了激光雷达接收视场角及光学厚度对多次散射回波信号的影响及水云和卷云多次散射因子与光学厚度的关系。激光雷达测量数据的对比结果表明,多次散射对卷云和水云消光系数影响较明显,而对后向散射系数的影响可以忽略。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 激光雷达 云 多次散射 MONTE CARLO模拟 消光系数

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