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法布里-珀罗环转线系统的测风激光雷达技术与数值仿真
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:红外与激光工程
  • 时间:2012
  • 页码:2669-2673
  • 分类:P412.16[天文地球—大气科学及气象学]
  • 作者机构:[1]西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金(61205189);国家973计划(2009CB426302);教育部高等学校博士学科点基金(20106118120009);陕西省教育厅项目(2010JK754);陕西省自然科学基金(2010JQ5004)
  • 相关项目:全光纤Mach-Zehnder干涉仪的多普勒测风激光雷达鉴频技术研究
中文摘要:

设计了基于法布里-珀罗(F—P)条纹技术的非相干多普勒测风激光雷达系统,采用环转线干涉仪光学系统(CLIO)将F—P形成的环状条纹转换成线性条纹成像到具有高量子效率的CCD探测器上进行检测,克服了环状条纹与传统阵列式探测器不匹配的缺点并改善了探测系统的信噪比。采用光学设计软件ZEMAX对该系统进行了光学设计和数值仿真,得到了用于反演风速的不同波长干涉条纹图样,并对重心法和Voigt函数拟合法两种主要的风速反演方法进行了对比讨论。结果表明:用Voigt函数拟合法反演风速误差较小,获得风速在20m/s时的误差小于0.5m/s,验证了该系统的设计及数据反演算法的可行性,为测风激光雷达的进一步研制提供了理论依据。

英文摘要:

Incoherent Doppler wind lidar system was designed based on Fabry-Perot (F-P) fringe technique. The circular output from a F-P interferometer was transformed to a linear pattern by using a circle-to-line interferometer optical (CLIO) system and then detected by CCD with high quantum efficiency, which corrected the mismatch between circular fringes and conventional array detectors and improved the signal-to-noise ratio of the system. Using ZEMAX software, the CLIO system was designed and simulated numerically, and the fringe patterns at two different wavelengths were obtained and discussed by two different wind velocity retrieval methods, corresponding to Gravity method and Voigt function fitting method. The results show that the wind velocity error is smaller by Voigt function fitting method. It is less than 0.5 m/s at the wind velocity of 20 m/s, which validates the feasibility of the system and data retrieval method. It supplies numerical foundation for wind lidar system.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466