拉曼氣溶膠激光雷達的基本原理

利用激光作為光源，通過探測激光與大氣相互作用的光波信號來遙感大氣。光波與大氣中的介質相互作用，產生包含氣體分子和氣溶膠粒子信息的輻射信號。關于氣體分子和氣溶膠粒子的信息可以通過適當的反演方法獲得。利用彈性散射信號確定粒子消光系數的方法無法改變氣溶膠消光系數和后向散射系數是由雷達信號同時確定的兩個未知物理量的事實。該系統主要分為三部分:光發射和接收光學系統、光電探測模塊中的電子系統(包括激光電源、信號放大、采集和控制單元)以及信號存儲和數據處理系統。

應用:目前主要用于大氣溫度測量和空氣污染監測。在北京奧運會期間，這項技術被用于探測大氣能見度和污染顆粒。

拉曼氣溶膠激光雷達

激光雷達是一種激光探測、測距和定位系統，可以安裝在不同的遙感平臺上。它集成了激光測距、慣性測量、定位等技術。通過記錄單個激光信號發射到接收到地面物體反射能量的時間，根據信號發射瞬間定位定姿系統測得的激光掃描系統的位置和姿態，可以計算出地面物體的三維坐標，繪制出地形圖。

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什么是拉曼激光雷達？

首先我們來了解一下激光雷達，它是以激光為光源，通過探測光波信號進行遠程測量，激光與被測物之間沒有相互作用。利用振動拉曼技術進行測量的激光雷達技術是拉曼激光雷達，主要用于大氣遙感測量。拉曼激光雷達是一種遙感技術。

激光雷達作為一種主動遙感探測技術和工具，已有近50年的歷史。目前廣泛應用于地球科學和氣象學、物理學和天文學、生物學和生態保護、軍事等領域。其中，傳統的激光雷達主要用于陸地植被監測、激光大氣傳輸、精細氣象探測、全球氣候預測、海洋環境監測等。隨著激光技術、精細分光技術、光電探測技術和計算機控制技術的快速發展，激光雷達在遙感探測高度、空間分辨率、時間連續監測和測量精度等方面具有獨特的優勢。

激光雷達探測原理

光波的物理量可以用強度、波長(頻率)、相位、偏振態和方向性來表示。光與物質的相互作用主要是吸收和散射，可分為氣溶膠等粒子引起的米氏散射、瑞利散射、拉曼散射、熒光和共振散射以及大氣分子和原子引起的吸收。通過分析各種散射機制和效應，可以檢測物質的物理和化學信息。大氣探測激光雷達的工作原理類似于微波雷達。通常，使用脈沖激光器作為發射源，向大氣中發射具有高方向性和高能量以及窄脈沖寬度的激光束。通過望遠鏡收集大氣中物質產生的后向散射光，并對散射光進行光譜分析， 并且雜散光信號被消除。經過光電轉換，得到電信號，通過計算機數據采集、信號分析和數據反演，得到所需的大氣參數或信息。