亚稳态氦激光雷达的研制进展

作者：赵若灿; 兰家欣; 潘婷玉; 孙东松; 薛向辉

来源：红外与激光工程, 2020, S2: 43-48.

• 激光雷达
• 亚稳态氦
• 大气遥感

亚稳态氦激光雷达通过发射调谐至亚稳态氦原子的1 083.0 nm共振线的激光来探测热层和外逸层的亚稳态氦原子数密度。能够覆盖的探测范围约为200～1 000 km。在这个高度范围内,亚稳态原子密度较小,随着季节的变化,数密度最大通常不超过1 cm-3。中国科学技术大学目前正在研制基于六个1 m口径望远镜阵列和高能量1 083 nm脉冲激光器的亚稳态氦共振荧光激光雷达。雷达的望远镜有效面积约4.8 m2;1 083 nm脉冲激光器采用光参量震荡(OPO)和光参量放大(OPA)技术,以532 nm高能量脉冲作为泵浦光,最终输出单模窄带宽(300 MHz)的1 083 nm脉冲光;接收端采用深度制冷(-120℃)的InGaAs探测器,量子效率大于30%,暗计数可控制在100 s-1以内;滤波模块采用干涉滤光片和FPI超窄带滤波串联的方式,最终将滤波半宽压缩到10 GHz左右,峰值透过率55%。综合以上关键技术指标,在数密度较大的季节,信噪比可能达到约400,在数密度较小的季节,信噪比约为10。

• 单位
  中国科学技术大学