我国学者成功研发高性能测风激光雷达

龙凰2017-09-18 16:44

记者从中国科学技术大学获悉,该校窦贤康课题组夏海云与潘建伟课题组张强合作,近期在国际上首次实现了基于超导纳米线单光子探测器的双频多普勒测风激光雷达,显著提高了实用性和可靠性,可在机载、星载等平台运行。国际著名光学期刊《光学学报》日前发表了该成果。

测风激光雷达具有广泛的社会效益,如精确的大气风场数据可应用于大气污染溯源和扩散预报、航空气象保障、气象气候学研究、风电系统的管理以及军事用途。但当采用更短激光脉冲提高多普勒激光雷达的距离分辨率时,传统相干探测激光雷达的相干效率就会下降,实时数据采集和处理均面临巨大挑战。

研究组成员近期成功研发的新型双频多普勒测风激光雷达,采用精简的光学结构,实现了系统的高稳定性,并提高了实用性和可靠性。该雷达工作在1548.1纳米,该红外波长人眼允许曝光功率最高、大气透过率最优、太阳和天空辐射背景低。同时光电集成器件成熟,不需要重复校准,可以模块分离式安装。因此,适合在机载、舰载、星载等大温差、强震动平台上运行。

在实验室内,该系统10天重复测量误差小于0.2米/秒。在比对试验中,将激光雷达测量的水平风速数据与超声波风速传感器的数据进行了比对,风速和风向的平均误差分别小于0.1米/秒和1度。在外场试验中,采用弱激光光源(脉冲能量50微焦)、小望远镜(口径80毫米),在10米高度分辨率、10秒时间分辨率条件下,实现了2.7千米高度以下大气的风切变探测。

来源:新华社

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