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基于光纤F-P滤波器全光纤水汽拉曼激光雷达系统的设计与分析
  • ISSN号:1007-5461
  • 期刊名称:量子电子学报
  • 时间:2013.1.1
  • 页码:103-109
  • 分类:P407.5[天文地球—大气科学及气象学]
  • 作者机构:[1]f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(41027004)、陕西省教育厅自然研究计划项目(2010JK759)、西安理工大学优秀博士基金资助
  • 相关项目:高度30km内的大气水汽、温度及气溶胶探测的拉曼激光雷达系统及实验研究
中文摘要:

提出并设计了一套基于光纤F-P滤波器的可见波长域全光纤水汽拉曼激光雷达系统,实现对大气水汽和气溶胶的精细探测。讨论了光纤F-P腔内损耗和腔镜反射率对F-P透射谱的细度、峰值透过率以及带宽的影响,得到腔内损耗在小于3%的情况下,光纤F-P滤波器具有较高的峰值透过率(大于0.5)和较窄的谱线带宽(小于0.9nm)。通过结合光纤带通滤波器和二级级联光纤F-P滤波器的参数设计,在三个独立的光通道中分别实现水汽拉曼信号(660nm)、氮气拉曼信号(606nm)和米瑞利信号(532nm)的窄带宽、高透过率严格滤波,并获得对杂散光的高抑制率。通过系统仿真,对各散射信号强度分布、水汽廓线和探测信噪比进行了数值仿真计算,验证了系统方案的可行性。

英文摘要:

An all-fiber Raznan water vapor lidar system was proposed and designed based on fiber Fabry-Perot (F-P) filters in the visible wavelength domain, to achieve the fine-detection of the atmospheric water vapor and aerosol properties. The influences of cavity loss and the reflectance on the fitness, the transmission peak and bandwidth of fiber F-P filters were analyzed. Results show that the fiber F-P filter features a higher transmission peak and narrower bandwidth under the condition of the F-P cavity loss less than 3%. The combination of fiber band-pass filters and the two-cascade fiber F-P filters was used as fiber spectroscopic system and the corresponding parameters were designed to achieve narrow-band high-peak transmission of the Raman signals of water vapor (660 nm) and nitrogen (606 nm) and Mie-Rayleigh signals (532 nm), respectively, and obtain high rejection-rate of stray lights. By numerical simulations of the intensity distribution of returned signals, the water vapor vertical profile and the detection signal to noise ratio(SNR) were obtained respectively, to verify the feasibility of the system.

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期刊信息
  • 《量子电子学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会基础光学专业委员会 中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 主编:龚知本
  • 地址:合肥1125号信箱
  • 邮编:230031
  • 邮箱:lk@aiofm.ac.cn
  • 电话:0551-5591564
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-5461
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1163/TN
  • 邮发代号:26-89
  • 获奖情况:
  • 1997年获“中国光学期刊”二等奖,1994年评比华东地区优秀期刊三等奖,1998年评为安徽省优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4844