热层氦激光雷达系统参数设计和性能分析

作者：蔡云云; 孙东松; 薛向辉; 郑俊; 兰家欣; 李梓霂; 张楠楠; 窦贤康

来源：中国激光, 2017, 44(09): 261-268.

• 遥感
• 氦测密度激光雷达
• 热层
• 亚稳态氦
• 共振荧光

为满足氦(He)激光雷达系统的探测指标,实现2001000km大气中He原子密度的测量,对He密度探测激光雷达系统的参数和性能进行设计(主要包括激光发射部分、光学接收部分、数据采集和控制部分),对比在不同亚稳态He密度、不同积分时间、不同距离分辨条件下系统接收光子数与距离的关系,其中亚稳态He的密度对信号强度的影响最大。用较低高度的瑞利散射信号标定共振荧光信号,获得相对数密度曲线和信噪比(SNR)曲线。仿真结果显示,在积分时间为30min,距离分辨为50km,亚稳态He原子[He(23S)]密度最低的情况下,在250530km高度范围内,相对误差小于2%,SNR大于40。结果证明系统设计的参数可以满足高层大气He原子密度的探测要求,对将来系统的实现有一定参考价值。

• 单位
  中国科学院; 中国科学技术大学