用于大气环境监测的yag激光雷达技术的现状与动向

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1、万方数据第30巷第6舰红外与激光上程20m年12月文章编号：10072276(2。01)060466一04用于大气环境监测的YAG激光雷达技术的现状与动向杨洋1，关荣华(1．承德石油高技专科学校，河北承德067000；2．华北电力大学．河北保定071003)摘要：文中对国内外利用YAG激光雷达开展大气环境监测的现状进行了分析，重点介绍了日本、法国厦我国近年来开展大气污染物分布、大气构造、气象要素及中间层金属蒸气层的观测等项内蓉的情况。丈中还结合YAG激光雷达的最新应用特点对谊领域的发展趋势进行了展望：机栽、星载YA

2、G激光雷达技术将得到发展．二极管泵浦激光雷达技术将得到广泛应用。关键词：大气；环境监测；YAG激光雷达中图分类号：TN24文献标识码：AProgresstrendsofYAGLidartechnologyinatmOsphereenVironmentmonitoringYANGYan91，GUANRong_hua!(1．ChenRdePetr01㈣ColIege．Che“Rde067000．Chln3；2．HuabelUnlve删tyofE】ect眦ny，Baodl“g071003，China)Abstract：I

3、nthispaper．YAGI。idarTechn。logyappliedinatmosphereenvironmentmonitori“gathomeorabroadanditsdevelopingtrendsinthisfieldaredisscussed．Onthlsbasis·thereisafeviewonthedevelopmentjnthisfieldcombinedwiththelatestapplicationfeaturesofYAGLidarTechnology．Anditindicacesc

4、hatchemachjne—carriedandsateⅢtecarriedtechnojogyofthiskindwillbedeveloped，andthetechnologyofdiudepumpedlidarwillbewidelyappljed．Keywords：Atmosphere；Envir。nmentmonit。“ng；YAGLaserradarl引言激光雷达是在第一台Q开关红宝石激光器出现不久，即1962年问世。30多年来这一技术得到了飞速发展。其应用涉及科学研究、军事工程和国民经济等许多领域．特

5、别是应用激光雷达技术在完成大气环境监测方面显示出独有的特性和广阔的发展前景。激光雷达是利用激光器作为光源代替原来无线收稿日期：200l0301I修订日期：20010624作者筒介：杨洋(1958一)，男．唐山乐亭人，副教授，硕士，目前从事激光雷达目标散射截面的研究上作，曾获得两项国家专利·发表论文50余篇。·466·万方数据栖洋：用于太气环境监测的YAG激光雷达技术的现状与动向电波以及微波的一种雷达，激光器是激光雷达的心脏，激光雷达技术是伴随着激光器的发展而发展起来的。目前各类激光雷达所采用的激光器其输出波长已从紫

6、外扩展到远红外，工作物质也先后以固体、气体、液体、半导体等多种形式出现。用于大气环境监测的钇铝石榴石(YAG)激光雷达具有重要地位。文中介绍了以YAG激光作为光源的激光雷达在大气环境监测中的应用，特别是日本、法国及我国近几年来的工作情况并就今后的发展趋势进行r展望。2YAG激光雷达在大气环境监测中的应用YAG激光雷达在大气环境监测中广泛地应用，其中包括：大气污染物分布的观测，大气构造的观测，气象要素的观测，中间层金属蒸气层的观测等。2．1大气污染物分布的观测在大气环境监测过程中对大气污染物质空间分布的测定是一项重要

7、工作．而在这一测量中米氏散射激光雷达为其提供了重要手段。在低空大气中存在着丰富的被称之为气溶胶的漂浮粒子，它是造成大气污染的主要因素。当激光雷达发出的激光与这些漂浮粒子发生作用时会发生散射，而且人射光波长与漂浮粒子的尺度为同～数量级，散射系数与波长一次方成反比，激光雷达依据这一性质可完成气溶胶浓度、空间分布及能见度的测定。图1是日本近年开发的用于测试大气烟尘的米氏散射激光雷达。这一系统是利用闪光灯泵浦的H。：YAG固体激光器。波长为2．1”m．最大脉冲能量为30rnJ，脉宽200ns，最大重复频率为1oHz，且脉冲

8、及脉宽在一定范围内连续可调，并通过直径为300mm的望远镜收集大气中散射光。该系统所用的光源波长为2．1pm，除对人眼安全外，与CO。激光(10．6pm)相比还具有后向散射面大，利于扩大测量距离等优点。日本筑波大学等单位利用此装置于1995年8月对东京上空低层大气烟尘的相对浓度进行了测图l用于测量大气中烟尘的Ho：YAG激光雷达示意图F191sch⋯tlc。