據新華社消息記者從中國科學技術大學獲悉,該校竇賢康課題組夏海云與潘建偉課題組張強合作,近期在國際上首次實現了基于超導納米線單光子探測器的雙頻多普勒測風激光雷達,顯著提高了實用性和可靠性,可在機載、星載等平臺運行。國際著名光學期刊《光學學報》日前發表了該成果。
測風激光雷達具有廣泛的社會效益,如精確的大氣風場數據可應用于大氣污染溯源和擴散預報、航空氣象保障、氣象氣候學研究、風電系統的管理以及軍事用途。但當采用更短激光脈沖提高多普勒激光雷達的距離分辨率時,傳統相干探測激光雷達的相干效率就會下降,實時數據采集和處理均面臨巨大挑戰。
研究組成員近期成功研發的新型雙頻多普勒測風激光雷達,采用精簡的光學結構,實現了系統的高穩定性,并提高了實用性和可靠性。該雷達工作在1548.1納米,該紅外波長人眼允許曝光功率最高、大氣透過率最優、太陽和天空輻射背景低。同時光電集成器件成熟,不需要重復校準,可以模塊分離式安裝。因此,適合在機載、艦載、星載等大溫差、強震動平臺上運行。
在實驗室內,該系統10天重復測量誤差小于0.2米/秒。在比對試驗中,將激光雷達測量的水平風速數據與超聲波風速傳感器的數據進行了比對,風速和風向的平均誤差分別小于0.1米/秒和1度。在外場試驗中,采用弱激光光源(脈沖能量50微焦)、小望遠鏡(口徑80毫米),在10米高度分辨率、10秒時間分辨率條件下,實現了2.7千米高度以下大氣的風切變探測。
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原文標題:中國科學技術大學成功研發高性能測風激光雷達
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