差分吸收NO2激光雷达波长漂移和能量波动对浓度反演的影响

• 作者: 刘秋武 王杰 胡顺星 陈亚峰 黄见
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 激光雷达 差分吸收光谱 二氧化氮 波长漂移 能量波动
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 253-260
• 页数: 8页
• 分类号: TN958.98
• 字数: 5198字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20182602.0253

摘要

为评估差分吸收二氧化氮激光雷达中激光器的稳定性对反演浓度的影响,以NO2的吸收谱和激光雷达方程为基础,分析了波长漂移和能量波动对距离分辨差分吸收激光雷达浓度反演带来的相对误差.采用两台Nd:YAG激光器的354.7nm波长分别泵浦两台染料激光器的方式,产生差分吸收探测所需的两个波长λon(448.10 nm)和λoff(446.80 nm),搭建探测大气NO2实验系统,并就波长漂移和能量波动对NO2浓度反演影响进行了实验验证.实验结果表明:在没有稳频条件下,当λon和λoff波长漂移≤0.005 nm时,引起的浓度相对误差为≤3%;能量波动对反演浓度没有影响,但能量降低减小探测距离,当能量下降≤5% 时,探测距离≤100 m,实验结果与理论计算基本一致.最后,开展了大气 NO2浓度实验观测,获得实验期间水平及垂直高度0.5~3 km内NO2浓度的分布廓线,系统稳定可靠.本方法为实用化NO2差分吸收激光雷达的设计及应用提供了理论依据及技术支持.