臭氧浓度探测的CCD光束成像系统设计与仿真

作者：陶宗明; 刘东; 王珍珠; 麻晓敏^*; 单会会; 韩佳佳; 张辉; 包莉娜; 王英俭

来源：红外与激光工程, 2020, S2: 204-208.

• 大气光学
• CCD光束成像
• 差分吸收
• 臭氧

为了研究CCD光束成像技术探测臭氧浓度廓线有效探测距离及反演方法,设计了一台硬件探测系统。该系统选用266、280 nm两个波长的连续激光作为差分吸收的光源。基于激光功率、曝光时间、CCD有效接收面积、气溶胶的浓度和臭氧的浓度等主要参数,对探测信号的信噪比进行数值仿真。假设气溶胶分为清洁、污染和重污染三种情况,臭氧浓度分为低和高两种情况,仿真结果表明:在探测误差小于10%的情况下,低臭氧浓度时三种不同气溶胶的条件下,有效探测距离皆大于2 km;高臭氧浓度时,在清洁型和污染型的气溶胶条件下,有效探测距离仍大于2 km,重污染条件下的有效探测距离为1.7 km;臭氧浓度的反演结果与假设高度廓线基本一致。仿真结果有利于了解臭氧浓度廓线探测的CCD光束成像系统的最优参数设定,进而实现对臭氧浓度廓线的有效探测。

• 单位
  中国科学院，安徽光学精密机械研究所; 中国科学院安徽光学精密机械研究所; 中国科学技术大学; 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院