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利用大气能见度获取多波长气溶胶光学特性 被引量：23
1
作者 韩永 饶瑞中 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期265-269,共5页
介绍了一种利用测量得到的大气能见度获取多波长气溶胶光学特性(主要探讨气溶胶的消光系数、散射系数和吸收系数)的新方法。首先,由能见度求出波长0.55μm的大气消光系数,在减去大气分子的消光系数后得到0.55μm气溶胶的消光系数,使用Mi... 介绍了一种利用测量得到的大气能见度获取多波长气溶胶光学特性(主要探讨气溶胶的消光系数、散射系数和吸收系数)的新方法。首先,由能见度求出波长0.55μm的大气消光系数,在减去大气分子的消光系数后得到0.55μm气溶胶的消光系数,使用Mie散射理论求出气溶胶粒子的数密度;因为同一时间大气状态下气溶胶的数密度是不变的,所以再次使用Mie散射理论即可得到其他波长下气溶胶的光学特性。以1.06、1.536、3.75μm为例,给出了合肥2003年近地面层的气溶胶光学特性,该方法对于研究大气环境和大气中光传输模式具有重要意义。 展开更多
关键词 大气光学 气溶胶 散射系数 吸收系数
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大气光学湍流对光电探测器性能的影响 被引量：18
2
作者 朱文越 马晓珊 饶瑞中 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期354-358,共5页
采用激光闪烁仪和超声风速计对沿海某地冬、夏季的大气光学湍流和风速进行了较长时期的测量,得到了其平均的统计特征。并据此分析了大气折射率结构常数的累积出现概率为50%和90%时大气湍流对光电探测器性能的影响。结果表明:(1)对于水... 采用激光闪烁仪和超声风速计对沿海某地冬、夏季的大气光学湍流和风速进行了较长时期的测量,得到了其平均的统计特征。并据此分析了大气折射率结构常数的累积出现概率为50%和90%时大气湍流对光电探测器性能的影响。结果表明:(1)对于水平传输,大气湍流对短波和中波红外成像系统的影响随着传输距离或湍流强度的增加而超过系统的衍射受限占主要地位,对长波红外告警系统的影响可以忽略。(2)对于斜程传输,大气湍流的影响随天顶角的增加而增加,在天顶角小于60°的情况下,大气湍流对系统性能影响的变化不超过45%;而在天顶角超过60°之后,大气湍流的影响迅速增加,其影响最大可以超过3倍。 展开更多
关键词 大气湍流 红外探测器 调制传递函数 分辨率
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不同地区大气光学湍流内外尺度测量 被引量：10
3
作者 梅海平 吴晓庆 饶瑞中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期362-366,共5页
用光学湍流参数自动测量系统对内陆地区和沿海地区光学湍流内外尺度进行了大量的实验观测。分析了湍流尺度的日变化规律,给出了其频数分布。结果表明:两地内尺度的均值为十几mm,外尺度的均值约为2 m;内陆地区内尺度日变化趋势较为复杂,... 用光学湍流参数自动测量系统对内陆地区和沿海地区光学湍流内外尺度进行了大量的实验观测。分析了湍流尺度的日变化规律,给出了其频数分布。结果表明:两地内尺度的均值为十几mm,外尺度的均值约为2 m;内陆地区内尺度日变化趋势较为复杂,而外尺度的日变化趋势与湍流强度十分相似;沿海地区内外尺度与湍流强度均无明显关系。大气湍流尺度的大小和分布状态是随时间和空间变化的,因此,在估算实际大气湍流对光学系统的影响时,需要实测湍流尺度以便得到准确的结果。 展开更多
关键词 大气光学湍流 温度脉动 内尺度 外尺度
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用光纤准直耦合光路测量大气光学湍流 被引量：4
4
作者 梅海平 黄红莲 饶瑞中 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期910-913,共4页
阐述了利用光纤准直器对组成的耦合光路的附加损耗产生的机理,证明大气湍流运动可引起该光路的附加损耗发生随机变化。根据湍流大气光传播原理,推导出了耦合光功率与光路参数和湍流参数关系式。分析表明:实际湍流大气造成的随机附加损... 阐述了利用光纤准直器对组成的耦合光路的附加损耗产生的机理,证明大气湍流运动可引起该光路的附加损耗发生随机变化。根据湍流大气光传播原理,推导出了耦合光功率与光路参数和湍流参数关系式。分析表明:实际湍流大气造成的随机附加损耗主要取决于湍流强度。实验验证了利用该光路可在很短的空气间隙内获得湍流强度的变化信息。 展开更多
关键词 光纤准直耦合 附加损耗 大气光学 湍流强度
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用常规气象参数估算光学湍流廓线方法的比较 被引量：9
5
作者 许利明 吴晓庆 王英俭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期53-57,共5页
采用美国SPARC数据中心提供的高分辨率无线电探空数据,运用Tatarski公式,对由外尺度或湍流能量耗散率结合常规气象参数估算的折射率结构常数结果进行了比较,间接证明了Sterenborg将外尺度选取1 m时的合理性。并比较了Coulman和Dewan两... 采用美国SPARC数据中心提供的高分辨率无线电探空数据,运用Tatarski公式,对由外尺度或湍流能量耗散率结合常规气象参数估算的折射率结构常数结果进行了比较,间接证明了Sterenborg将外尺度选取1 m时的合理性。并比较了Coulman和Dewan两个外尺度经验公式估算的折射率结构常数。对比分析表明:利用外尺度或湍流能量耗散,结合常规气象参数,都能够估算出折射率结构常数。因湍流能量耗散率观测十分困难,该方法的合理性和代表性需待实验检验。Coulman的外尺度公式只是简单的经验公式,其普适性也需实验检验。而Dewan的外尺度公式中含有实测风速参数,由对流层和平流层不同区域的外尺度公式估算的折射率结构常数相对合理。 展开更多
关键词 光学湍流 常规气象参数 估算方法 折射率结构常数 湍流廓线模式
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四孔差分像运动测量大气相干长度的方法研究 被引量：8
6
作者 黄宏华 姚永帮 饶瑞中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期357-360,共4页
介绍了最新研制的基于四孔差分像运动法到达角起伏测量仪,利用该仪器测量的4个方向(两组正交方向)上的到达角起伏方差,从而推算出大气相干长度。在近地面水平路径的实验中发现,不同方向上的测量结果获得的大气相干长度值有一定的差别。... 介绍了最新研制的基于四孔差分像运动法到达角起伏测量仪,利用该仪器测量的4个方向(两组正交方向)上的到达角起伏方差,从而推算出大气相干长度。在近地面水平路径的实验中发现,不同方向上的测量结果获得的大气相干长度值有一定的差别。测量结果表明:大气湍流存在一定的各向异性,在实际应用中应考虑这个因素;在一些应用场景下,大气相干长度应根据至少一组正交方向的测量结果来分析确定。 展开更多
关键词 大气湍流 差分像运动法 大气相干长度 统计特征
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高能激光大气传输的仿真实验研究 被引量：3
7
作者 乔春红 范承玉 +2 位作者 王英俭 冯晓星 程东杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1811-1816,共6页
对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量(如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等)。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在... 对高能激光在大气中传输时产生的热晕效应及其相位补偿进行了室内仿真实验测量,获得了自适应光学系统开闭环时用来衡量光束传输效果参量(如远场的光斑图像、质心漂移、二阶矩半径、及Strehl比等)。结果表明,Bradley-Hermann热畸变参数在300范围内,自适应光学系统相位补偿效果显著,Strehl比基本大于0.4。然而随着热畸变效应的进一步加强,出现相位补偿不稳定性现象,补偿效果变差。另外,对自适应光学系统开闭环时的实验结果分别与薄透镜近似分析理论及几何光学近似理论作了比较。比较结果表明:薄透镜近似理论与未补偿时的实验结果吻合较好,而几何光学近似理论与补偿后的实验结果存在较大的偏差。 展开更多
关键词 大气光学 高能激光 热晕 自适应光学 相位补偿 激光大气传输
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基于中国典型地区大气模式的红外透过率变化特征 被引量：20
8
作者 陈秀红 魏合理 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1090-1093,共4页
利用已经建立的通用大气辐射传输软件(CART)中嵌入的我国典型地区大气模式,分析了红外波段大气透过率随月份的变化特征,并分析了用国外模式近似可能带来的误差。结果分析表明:我国典型地区大气透过率随月份变化很大,夏季比冬季要小10%以... 利用已经建立的通用大气辐射传输软件(CART)中嵌入的我国典型地区大气模式,分析了红外波段大气透过率随月份的变化特征,并分析了用国外模式近似可能带来的误差。结果分析表明:我国典型地区大气透过率随月份变化很大,夏季比冬季要小10%以上,相邻两个月之间的红外大气透过率之差可能达到10%左右;采用近似国外模式带来的误差可达到50%以上。这些结果进一步说明:在大气遥感、目标辐射测量、图像仿真和光电工程的设计与性能评估等方面的研究中,我国区域内的大气透过率的准确计算必须考虑我国的大气模式及月份。 展开更多
关键词 大气透过率 红外 中国典型地区 大气模式 变化特征
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空气动力学粒径的光学修正 被引量：2
9
作者 李学彬 黄印博 +2 位作者 宫纯文 魏合理 胡欢陵 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期20-22,134,共4页
针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的... 针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的测量结果对厦门地区空气动力学粒度仪(3321)测量的空气动力学粒径数据进行光学修正,与光学粒子计数器测量结果对比表明修正的结果是合理的。最后还对引起空气动力学粒径和光学等效粒径之间差异的原因进行了分析。 展开更多
关键词 大气气溶胶 空气动力学粒径 光学等效粒径 折射率
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近地面层大气折射率结构常数的模式研究 被引量：6
10
作者 聂群 吴晓庆 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1112-1116,共5页
运用Bulk方法对东南沿海和合肥一水库附近的折射率结构常数进行了估算,为避免海边海盐对金属丝的污染,用高精度超声风速仪替代温度脉动仪测量折射率结构常数。模式主要输入的参数有气温、地表面温度、湿度、风速及测量点高度。结果表明... 运用Bulk方法对东南沿海和合肥一水库附近的折射率结构常数进行了估算,为避免海边海盐对金属丝的污染,用高精度超声风速仪替代温度脉动仪测量折射率结构常数。模式主要输入的参数有气温、地表面温度、湿度、风速及测量点高度。结果表明:运用Bulk方法估算折射率结构常数是可行的,相似性函数分别采用Frederickson公式与Thiermann公式,差别不大;直接测量海面上折射率结构常数比较困难,通过输入海表面温度、海面上的粗糙度长度以及适合的相似性函数,可用于估算海面上的折射率结构常数。 展开更多
关键词 大气湍流 折射率结构常数 Bulk方法 近地层 Monin-Obukhov相似
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光纤干涉系统光学湍流测量原理及其偏振噪声问题的分析 被引量：2
11
作者 苑克娥 梅海平 饶瑞中 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期347-351,共5页
光纤干涉仪具有测量精度高、探测灵敏度大等优点,可用于直接测量大气湍流折射率起伏。首先简要介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪的光学湍流测量原理,描述了低双折射单模光纤中光束偏振态变化诱导的偏振信号衰落现象,并通过偏振态的邦加球... 光纤干涉仪具有测量精度高、探测灵敏度大等优点,可用于直接测量大气湍流折射率起伏。首先简要介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪的光学湍流测量原理,描述了低双折射单模光纤中光束偏振态变化诱导的偏振信号衰落现象,并通过偏振态的邦加球分析和详细的公式推导,得出了干涉仪可见度和相移噪声的关系式。结果表明,控制输入光偏振态与干涉仪本征向量之间的夹角在零度左右,可有效地抑制偏振噪声,最后给出了偏振控制器实现偏振控制的原理,为构建稳定的光学湍流测量光纤干涉系统提供了科学依据。 展开更多
关键词 光纤光学 光学湍流 偏振信号衰落现象 光纤Mach-Zehnder干涉仪 偏振控制器
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雪面上光学湍流的测量与估算 被引量：3
12
作者 卢盼盼 吴晓庆 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期667-671,共5页
用合肥35m铁塔测量系统．测量了2008年1月28日至2月1日雪面上折射率结构常数，并用bulk方法和涡旋相关法估算了折射率结构常数，给出了大气层结稳定条件下的相似函数。结果表明：实验期间，大部分时间雪面上大气处于近中性和稳定状态；... 用合肥35m铁塔测量系统．测量了2008年1月28日至2月1日雪面上折射率结构常数，并用bulk方法和涡旋相关法估算了折射率结构常数，给出了大气层结稳定条件下的相似函数。结果表明：实验期间，大部分时间雪面上大气处于近中性和稳定状态；采用该相似函数，bulk方法和涡旋相关法估算的折射率结构常数与实测结果一致性很好；雪面上折射率结构常数也存在一定的日变化，但与草坪、海洋、沙漠等下垫面相比小1～2个量级，变化范围为1．9×10^-16～1×10^-14m^-2/3。 展开更多
关键词 光学湍流 折射率结构常数 bulk法 涡旋相关法 稳定层结 雪面
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近海边高空光学湍流的探空测量与模式比较 被引量：12
13
作者 吴晓庆 方强 饶瑞中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1605-1609,共5页
用自行研制的探空仪测量了近海边高空湍流廓线。探空气球携带微温传感器以4 m.s-1速度上升至20 km测量大气湍流,微温传感器附加在59型气象探空仪上,可同时测量垂直空间分辨率为30 m的气压、温度和湿度以及折射率结构常数。运用Tatarski... 用自行研制的探空仪测量了近海边高空湍流廓线。探空气球携带微温传感器以4 m.s-1速度上升至20 km测量大气湍流,微温传感器附加在59型气象探空仪上,可同时测量垂直空间分辨率为30 m的气压、温度和湿度以及折射率结构常数。运用Tatarskii公式计算了高空湍流外尺度,分析了边界层湍流和自由大气层湍流特征。与AFGL AMOS模式、Hufnagel模式以及北京天文台兴隆站的探空拟合曲线进行的比较发现,海边测量的高空湍流强度比其它模式大2个量级,折射率结构常数随高度从表面层较大值以近似相同的递减率缓慢地减小,对流层顶附近没有出现较强的湍流区,外尺度测量值小于30 m,并得到外尺度的拟合曲线。 展开更多
关键词 大气光学 光学湍流 探空测量 模式比较
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大气气溶胶消光特性和折射率的测量 被引量：26
14
作者 李学彬 胡顺星 +1 位作者 徐青山 胡欢陵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期207-210,共4页
介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比,然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布,结合气溶胶粒子折射率,根... 介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比,然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布,结合气溶胶粒子折射率,根据球形粒子的米(Mie)散射理论,可以得到气溶胶消光系数和消光后向散射比。通过分析消光系数、消光后向散射比、粒子谱分布和折射率之间的关系,结合已知的消光系数和消光后向散射比,反演出大气气溶胶粒子的折射率。 展开更多
关键词 大气气溶胶 粒子谱分布 消光系数 消光后向散射比 折射率
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CART软件计算的红外大气透过率和实测值比较 被引量：19
15
作者 陈秀红 魏合理 +1 位作者 吕炜煜 朱文越 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期403-406,共4页
初步完成了一套通用大气辐射传输软件的研制,它是一套基于我国大气模式的采用独特算法的大气辐射传输软件,可用来较快速地计算大气光谱透过率、大气热辐射、大气散射辐射和太阳直接辐照度,光谱分辨率为1cm-1。利用中近红外傅里叶光谱辐... 初步完成了一套通用大气辐射传输软件的研制,它是一套基于我国大气模式的采用独特算法的大气辐射传输软件,可用来较快速地计算大气光谱透过率、大气热辐射、大气散射辐射和太阳直接辐照度,光谱分辨率为1cm-1。利用中近红外傅里叶光谱辐射计FTIR测得的水平红外大气透过率来验证CART软件计算水平路径上红外大气透过率的精度。比较结果表明:CART软件计算的水平大气透过率和实测值的误差最大小于0.1,均方根大约为0.04。这可以说明CART软件计算水平红外大气透过率是可靠的。 展开更多
关键词 CART 红外大气透过率 FTIR 实测值
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用于大气温度廓线测量的瑞利-拉曼激光雷达 被引量：11
16
作者 卜令兵 郭劲秋 +3 位作者 田力 黄兴友 刘博 冯永伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1449-1452,共4页
大气温度廓线及其时间演变特征资料在地球科学领域具有重要的应用,为获取高时空分辨的大气温度的垂直分布,建立了瑞利-拉曼温度测量激光雷达。介绍了瑞利-拉曼激光雷达进行温度测量的主要原理和研制的瑞利-拉曼激光雷达的主要参数;数据... 大气温度廓线及其时间演变特征资料在地球科学领域具有重要的应用,为获取高时空分辨的大气温度的垂直分布,建立了瑞利-拉曼温度测量激光雷达。介绍了瑞利-拉曼激光雷达进行温度测量的主要原理和研制的瑞利-拉曼激光雷达的主要参数;数据处理方面,通过背景噪声剔除和小波算法降噪提高系统的信噪比;使用研制的激光雷达对大气温度廓线进行观测,将观测结果与大气模式数据和卫星观测结果进行对比,均显示较好的一致性,证明了激光雷达温度测量结果的准确性,其温度测量数据可以用于气象学研究。 展开更多
关键词 瑞利-拉曼激光雷达 大气温度廓线 小波降噪 温度反演
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合肥地区大气折射率结构常数高度分布模式 被引量：17
17
作者 孙刚 翁宁泉 肖黎明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期183-188,共6页
利用QHTP-2型温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量，对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区（0～25km）折射率结构常数随高度分布廓线，并以国际广泛应用的Hufnagel—Valley模式为基础拟合得... 利用QHTP-2型温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量，对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区（0～25km）折射率结构常数随高度分布廓线，并以国际广泛应用的Hufnagel—Valley模式为基础拟合得出合肥地区大气折射率结构常数统计模式廓线。研究发现：合肥地区大气湍流随高度分布廓线存在明显的昼夜和季节变化，大气湍流在随高度增加而减小的趋势上叠加了随机起伏，并具有鲜明的跳跃式结构；合肥地区的高空湍流模式廓线较好地符合实测的平均廓线，能反映自由大气中湍流随高度分布的重要特征——指数递减和对流层增强。 展开更多
关键词 应用光学 大气湍流 大气折射率结构常数 廓线 模式
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地空激光大气斜程传输湍流效应的数值模拟分析 被引量：20
18
作者 钱仙妹 朱文越 饶瑞中 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期787-792,共6页
大气湍流效应是制约各种激光工程应用的重要因素之一。采用多层相位屏的模拟方法,针对地空激光大气的长距离斜程传输进行了大量数值模拟,通过变化天顶角、光束初始半径和激光波长等传输条件,定量分析了光束的有效半径、相对真空扩展倍... 大气湍流效应是制约各种激光工程应用的重要因素之一。采用多层相位屏的模拟方法,针对地空激光大气的长距离斜程传输进行了大量数值模拟,通过变化天顶角、光束初始半径和激光波长等传输条件,定量分析了光束的有效半径、相对真空扩展倍数、光斑质心漂移均方根和63.2%环围能量的平均功率密度等统计参量在不同传输条件下受湍流的影响程度和变化规律。结果表明:天顶角越大,湍流效应越强,光束受到湍流的影响越大;波长越短,光束受到湍流的影响越强;光斑的漂移随光束初始半径的增大而减小,且与波长无关;在湍流效应和衍射效应的综合作用下,光束有效半径和63.2%环围能量的功率密度随波长和光束初始半径均不是单调变化。这可为激光工程应用提供一定的理论分析和性能预测依据。 展开更多
关键词 光传播 地空斜程传输 湍流效应 数值模拟
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氟化氘激光大气传输的定标规律 被引量：8
19
作者 乔春红 范承玉 王英俭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1965-1969,共5页
利用激光大气传输4维程序,结合均方和半径分析方法,对氟化氘(DF)激光大气传输的定标规律进行了数值分析。得到了焦平面处63.2%环围能量半径的光斑扩展规律以及在焦平面上不同环围能量半径内的平均功率密度定标关系式。此定标关系不仅适... 利用激光大气传输4维程序,结合均方和半径分析方法,对氟化氘(DF)激光大气传输的定标规律进行了数值分析。得到了焦平面处63.2%环围能量半径的光斑扩展规律以及在焦平面上不同环围能量半径内的平均功率密度定标关系式。此定标关系不仅适用于大菲涅耳数、弱传输效应条件下,同时也适用于小菲涅耳数、强传输效应条件下DF高能激光大气传输,从而能够对激光大气传输的效果做出快速地预测和有效地评估。 展开更多
关键词 激光传输 定标规律 氟化氘激光 数值模拟 热晕效应
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利用太阳测量整层大气光谱透过率 被引量：10
20
作者 郭瑞鹏 詹杰 饶瑞中 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期736-740,共5页
简要介绍了利用太阳辐射测量整层大气光谱透过率的实验装置、测量原理和数据处理方法。为得到大气光学参数的实际变化规律,设计了由宽光谱范围的平场凹面光栅和高灵敏度的线阵CCD构成的硬件系统,利用太阳直接辐射测量其连续光谱,使用Lan... 简要介绍了利用太阳辐射测量整层大气光谱透过率的实验装置、测量原理和数据处理方法。为得到大气光学参数的实际变化规律,设计了由宽光谱范围的平场凹面光栅和高灵敏度的线阵CCD构成的硬件系统,利用太阳直接辐射测量其连续光谱,使用Langley拟合方法进行定标,通过运算得到了实际天气条件下的大气光谱透过率。将实测结果与现有其他设备的测量数据进行了对比,证明了测量结果的可靠性。 展开更多
关键词 大气光学 整层大气透过率 太阳辐射 连续光谱 定标
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