小型co_2差分吸收激光雷达系统的实验研究

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1、硕士学位论文小型CO2差分吸收激光雷达系统的实验研究THEEXPERIMENTALRESEARCHOFMINITYPECO2DIFFERENTIALABSORPTIONLIDARSYSTEM李志博哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN958.98学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开工学硕士学位论文小型CO2差分吸收激光雷达系统的实验研究硕士研究生：李志博导师：曲彦臣副教授申请学位：工学硕士学科：物理电子学所在单位：光电子信息科学与技术系答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.98U.D.C:535Disser

2、tationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEEXPERIMENTALRESEARCHOFMINITYPECO2DIFFERENTIALABSORPTIONLIDARSYSTEMCandidate：LiZhiboSupervisor：AssociateProf.QuYanchenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PhysicalelectronicsAffiliation：DepartmentofOpto-electronicsInformationScienceandTechno

3、logyDateofExamination：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来随着大气污染的日益严重，对于大气污染物监测技术的要求也越来越高。传统的化学方法监测大气污染物已不能满足现在的需求，而利用二氧化碳差分吸收激光雷达系统进行大气污染物的监测已成为现阶段对大气污染物监测的重要手段。本文结合二氧化碳差分吸收激光雷达技术的发展现状，设计一套可用于车载的小型差分吸收激光雷达系统并对其进行了初步外场实验测试。本课题设计并研制了一台小型双腔TEA二氧化碳激光器

4、作为差分吸收激光雷达的光源。该激光器利用伺服电机驱动光栅调谐，可输出谱线数目达81条，强支谱线的输出达500mJ以上，弱支谱线的输出达40mJ，并具备在50ms时间内单腔切换输出两个不同波长的激光脉冲以及在微秒量级时间内两个激光器依次输出不同波长的激光脉冲的能力。并完成了激光器与发射系统(透射式发射天线、能量监测系统和伺服系统)和接收系统(卡式接收天线和HgCdTe探测器)的组装和联合调试。外场实验为差分吸收激光雷达的距离测量实验和浓度距离积的定性测量。距离测量实验中使用10P(24)谱线进行了实验，最远可在3.7km处测得有效的回波信号。实验中利用不同浓度的磷酸三乙酯模拟剂测试了系统对不

5、同浓度距离积的分辨能力，测量结果显示系统具备对不同浓度磷酸三乙酯的浓度距离积的分辨能力。关键词：差分吸收雷达；TEA二氧化碳激光器；浓度距离积；I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtheairpollutionbecomingmoreserious,therequirementofairpollutionmonitoringtechnologyisalsohigherandhigher.Traditionalchemicalmethodsofairpollutionmonitoringcannotmeettheseday`sneedsnow,

6、andtheusingofCO2differentialabsorptionlaserradarsystemforairpollutionmonitoringhasbecominganimportantmeansofatmosphericpollutantmonitoringinpresentstage.Inthispaper,combiningwiththedevelopmentofCO2differentialabsorptionlidar,asetofsmalldifferentialabsorptionlidarsystemwhichcanusedinamotoringsituat

7、ionhasbeendesignedandbetestedinthefield.ThesubjectfirstdesignanddevelopasmalltypeCO2laserwhichhasdoublechamberstobethelightsourceofthelidarsystem.Thewayoflaser`sachievingtherapidtuningisusingservomotordrivingtheg