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铁共振荧光多普勒激光雷达光源的频率稳定性研究
1
作者
李乘
吴德成
+6 位作者
刘爽
邓迁
秘国江
王邦新
王珍珠
刘东
王英俭
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期65-72,共8页
种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡...
种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡洛方法,仿真了振荡级输出1116 nm脉冲光的频率稳定性(均方根)应小于1 MHz;对改进型Ramp-Fire种子注入技术进行了详细介绍,并在振荡级光路中采用了该技术;通过激光拍频实验,测量得出1116 nm脉冲光在10 min内的频率稳定性的均方根为543.24 kHz,其结果满足指标要求,可将频率抖动和频率漂移引起的系统误差减少至0.51 K和0.61 m/s。文中所做工作为铁共振荧光多普勒激光雷达实现大气温度和径向风速的高精度测量提供了必要保障。
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关键词
铁共振荧光多普勒激光雷达
频率稳定性
蒙特卡洛方法
种子注入技术
激光
拍频
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职称材料
气压调谐的窄带滤波器研制及其在铁共振荧光激光雷达中的应用
2
作者
李春伟
邓迁
+3 位作者
李乘
吴德成
刘东
王珍珠
《量子电子学报》
北大核心
2025年第2期196-205,共10页
铁共振荧光激光雷达是探测中间层顶至热层底部区域的温度和风场的重要设备,但在白天时段,由于强天空背景噪声的存在,铁原子共振荧光信号常被淹没,而无法实现中高层大气的温度和风场探测。为了解决该问题,本文研制了气压调谐的窄带滤波器...
铁共振荧光激光雷达是探测中间层顶至热层底部区域的温度和风场的重要设备,但在白天时段,由于强天空背景噪声的存在,铁原子共振荧光信号常被淹没,而无法实现中高层大气的温度和风场探测。为了解决该问题,本文研制了气压调谐的窄带滤波器,提出了将两个空气间隙的法布里-珀罗标准具串联并与窄带干涉滤光片组合的滤波新方法,并最终应用于铁共振荧光多普勒激光雷达中,实现了在白天时段对大气中间层顶至热层底部区域的温度和风场探测。首先,通过定义滤波器性能评价函数,对滤波器的滤波性能进行了定量分析,确定了两个标准具的带宽、自由光谱范围等参数;并进一步设计了基于PID算法的控制系统,实现了对标准具腔气压的精确控制;随后,通过模拟仿真测试了滤波器的设计指标;最后,通过外场试验证明了滤波器在铁共振荧光激光雷达中的滤波效果,其信噪比达到136以上,实现了铁层区域的风速和温度探测。
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关键词
大气光学
窄带滤波器
法布里-珀罗标准具
铁
共振荧光
激光雷达
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职称材料
题名
铁共振荧光多普勒激光雷达光源的频率稳定性研究
1
作者
李乘
吴德成
刘爽
邓迁
秘国江
王邦新
王珍珠
刘东
王英俭
机构
中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所
中国科学技术大学
先进激光技术安徽省实验室
华北光电技术研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期65-72,共8页
基金
国家自然科学基金项目(41875033)
中国科学院国际人才计划项目(2021VEA0006)
安徽省先进激光技术实验室主任基金项目(AHL2020ZR01)。
文摘
种子注入的372 nm稳频Nd:YAG激光器作为铁共振荧光多普勒激光雷达的激光光源,其性能将直接影响大气温度和径向风速的测量精度,属于研制难度较大但极其重要的关键技术。文中对激光光源的频率稳定性进行了仿真分析和实验研究。利用蒙特卡洛方法,仿真了振荡级输出1116 nm脉冲光的频率稳定性(均方根)应小于1 MHz;对改进型Ramp-Fire种子注入技术进行了详细介绍,并在振荡级光路中采用了该技术;通过激光拍频实验,测量得出1116 nm脉冲光在10 min内的频率稳定性的均方根为543.24 kHz,其结果满足指标要求,可将频率抖动和频率漂移引起的系统误差减少至0.51 K和0.61 m/s。文中所做工作为铁共振荧光多普勒激光雷达实现大气温度和径向风速的高精度测量提供了必要保障。
关键词
铁共振荧光多普勒激光雷达
频率稳定性
蒙特卡洛方法
种子注入技术
激光
拍频
Keywords
iron resonant fluorescence Doppler lidar
frequency stability
Monte Carlo method
injection-seeded technique
beat frequency
分类号
O439 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
气压调谐的窄带滤波器研制及其在铁共振荧光激光雷达中的应用
2
作者
李春伟
邓迁
李乘
吴德成
刘东
王珍珠
机构
中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所
中国科学技术大学
先进激光技术安徽省实验室
出处
《量子电子学报》
北大核心
2025年第2期196-205,共10页
基金
安徽省重点研究与开发计划项目(2022h11020008)
中国科学院青年创新促进会人才项目(Y2021113)
中国科学院合肥物质科学研究院院长基金项目(2021YZGH01)。
文摘
铁共振荧光激光雷达是探测中间层顶至热层底部区域的温度和风场的重要设备,但在白天时段,由于强天空背景噪声的存在,铁原子共振荧光信号常被淹没,而无法实现中高层大气的温度和风场探测。为了解决该问题,本文研制了气压调谐的窄带滤波器,提出了将两个空气间隙的法布里-珀罗标准具串联并与窄带干涉滤光片组合的滤波新方法,并最终应用于铁共振荧光多普勒激光雷达中,实现了在白天时段对大气中间层顶至热层底部区域的温度和风场探测。首先,通过定义滤波器性能评价函数,对滤波器的滤波性能进行了定量分析,确定了两个标准具的带宽、自由光谱范围等参数;并进一步设计了基于PID算法的控制系统,实现了对标准具腔气压的精确控制;随后,通过模拟仿真测试了滤波器的设计指标;最后,通过外场试验证明了滤波器在铁共振荧光激光雷达中的滤波效果,其信噪比达到136以上,实现了铁层区域的风速和温度探测。
关键词
大气光学
窄带滤波器
法布里-珀罗标准具
铁
共振荧光
激光雷达
Keywords
atmospheric optics
narrowband filter
Fabry-Perot etalon
iron resonance fluorescence lidar
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
铁共振荧光多普勒激光雷达光源的频率稳定性研究
李乘
吴德成
刘爽
邓迁
秘国江
王邦新
王珍珠
刘东
王英俭
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
2
气压调谐的窄带滤波器研制及其在铁共振荧光激光雷达中的应用
李春伟
邓迁
李乘
吴德成
刘东
王珍珠
《量子电子学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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