Sujet spécial | Application de la technologie LiDAR dans la détection atmosphérique

Lidar atmosphérique

Le lidar atmosphérique est une application spécifique au lidar, qui utilise l'interaction de la lumière laser avec des composants atmosphériques pour la détection. Un radar avec un laser comme source de lumière, un photodétecteur comme dispositif de réception et un télescope optique comme antenne. Le principe de travail de la surveillance du LIDAR L'atmosphère ambiante est: le laser émet des impulsions laser et génère des signaux de rétrodiffusion après avoir interagi avec les aérosols et divers composants dans l'atmosphère. Les détecteurs du système reçoivent des signaux d'écho et les traitent et les analysent. Afin d'obtenir les éléments physiques atmosphériques requis.

En tant que composante en amont du lidar, le laser est une partie importante du lidar. Les performances, le coût et la fiabilité des produits LiDAR sont étroitement liés aux performances, au coût et à la fiabilité des lasers. Il existe de nombreux types de lasers avec différents paramètres et performances. Quel laser choisir comme source de rayonnement radar doit souvent être pris en compte en combinaison avec divers facteurs, tels que: la longueur d'onde, les caractéristiques de transmission atmosphérique, les besoins en énergie / puissance d'impulsion unique, le volume et la fiabilité. sexe et ainsi de suite.

La technologie LiDAR utilisée pour détecter les particules atmosphériques est principalement la technologie de détection de diffusion des mètres et la technologie de détection de polarisation. Le lidar utilisant ces deux technologies est appelé respectivement le lidar de diffusion du compteur et le lidar de polarisation. Les signaux d'écho reçus par ces deux types de lidar sont des signaux de diffusion élastique, c'est-à-dire que la longueur d'onde de l'écho de rétrodiffusion atmosphérique est la même que celle de l'impulsion laser émise, et la hauteur de détection est d'environ 0 à 20 km.
Le lidar diffusé par le mètre utilise principalement le signal d'écho de diffusion arrière de l'aérosol atmosphérique pour détecter la distribution de son coefficient d'extinction ou du coefficient de diffusion du dos. En résolvant l'équation du LiDAR de diffusion du compteur, les coefficients d'extinction des particules d'aérosol atmosphérique et des particules de nuages ​​à des hauteurs correspondantes peuvent être récupérées.
La polarisation lidar est un outil efficace pour étudier la morphologie des particules non sphériques atmosphériques telles que les nuages ​​de cirrus et les aérosols de poussière en détectant le rapport de dépolarisation de la lumière rétrodiffusée des particules non sphériques pour étudier leur morphologie. Dans le même temps, le lidar polarisé a également la fonction du lidar de diffusion du compteur général, qui peut utiliser la composante parallèle de la lumière atmosphérique rétrodiffusée atmosphérique pour récupérer le profil vertical du Cirrus et le coefficient d'extinction de l'aérosol atmosphérique et l'épaisseur optique de l'aérosol atmosphérique.