米散射测风激光雷达单Fabry-Perot干涉仪鉴频系统.pdf

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1、第29卷第l期黑龙江工程学院学报VoL29．NO．12015年2月JournalofHeilongjiangInstituteofTechnologyFeb．，2015米散射测风激光雷达单Fabry—Perot干涉仪鉴频系统杨娜，杜星。(1．黑龙江工程学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150050；2哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室，黑龙江哈尔滨150080)摘要：对非相干米散射多普勒测风激光雷达单Fabry-Perot干涉仪双边缘鉴频系统进行理论研究。证明通过适当地降低此系统斜入射通道信号光的发散角可以有效地弥补其边缘曲线不对称产生的测量精度降低的缺陷，使其能够接近双Fabr

2、y-Perot干涉仪双边缘鉴频系统的测量精度。还证明此系统可以根据实际风速的需要调整其测量动态范围以获得更高测量精度，具有更高的灵活性。关键词：非相干探测；测风激光雷达；鉴频系统；双边缘技术；Fabry-Perot干涉仪中图分类号：O43文献标志码：A文章编号：1671—4679(2015)01—0036～06ThesingleFabryPerotinterferometerfrequencyanalyzerforMiewindLidarYANGNa，DUJun(1．CollegeofElectricalandInformationEngineering，HeilongiiangInstit

3、uteofTechnology，Harbin150050，China；2．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonTunableLaser，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China)Abstract：ThesingleFabry-Perotinterferometer(FPI)double-edgestructureinincoherentMieDopplerwindLidarisinvestigatedtheoretically．Ithasprovedthat，byreducingthed

4、ivergenceofnonzeroanglebeamofthisstructureappropriately，thedeficiencycausedbytheasymmetricedgecurvescanbemadeupeffectivelyandcanhaveapproximateequalmeasurementaccuracywiththedoubleFPIsdouble—edgestructure．ItalsohasprovedthattheLidarsystemwiththisstructurecantunethemeasuringdynamicrangeforwindveloci

5、tyrequirementtoreachashighmeasurementaccuracyaspossibleandhasastrongadaptability．Keywords：non-coherentdetection；windLidar；frequencydiscriminator；doublmedgetechnique；Fabry-PerotInterferometer对于整个对流层以及平流层底部大范围气候干探测中的一项主要方法，其包括利用碘蒸汽滤波学以及小范围输运混合过程的研究，风速信息被认器的单边缘技术_2]以及利用Fabry-Perot(F-P)干涉为是最重要的参数之一。主动遥

6、感方法，特别是多仪的双边缘技术_g]。普勒激光雷达方法，已经证明可以用于获得高时空中国第一台1064nm基于F—P干涉仪双边缘分辨率的风速测量结果_l1≈]。多普勒测风激光雷达技术的非相干米散射多普勒测风激光雷达已经于主要分为相干探测(外差探测)和非相干探测(直接2005年由夏海云、孙东松等人[10_研制成功，并且对探测)两类。由于非相干探测方法可以利用红外或于它的一系列改进工作也于2008年完成l_1]。他们紫外光分别对气溶胶的米散射或分子的瑞利散射的系统中使用了两个不同厚度(其厚度差约为信号光进行监测以获得整个大气范围的风速信息，34nm)的F—P干涉仪来构造双边缘多普勒鉴频系所以受到越

7、来越多人的关注l_4]。边缘技术是非相统。为了降低这种典型的双边缘结构的制造难度和成本，Kim等_】l_人提出了一种不同的双边缘多普收稿日期：2014—05—19作者简介：杨娜(198O一)，女，讲师，研究方向：光学勒鉴频系统。其具体工作方式为：把信号光分成两第1期杨娜，等：米散射测风激光雷达单Fabry-Perot干涉仪鉴频系统束不同偏振的光分别以不同角度入射到1块固体其中，(v)和(v)分别表示两个通道激