连续波差分吸收激光雷达测量大气CO2  

Continuous-wave modulation differential absorption lidar system for CO_2 measurement

作　　者：刘豪[1] 舒嵘[1] 洪光烈[1] 郑龙[1] 葛烨[1] 胡以华[1,2] 

机构地区：[1]中国科学院上海技术物理研究所,中国科学院空间主动光电技术重点实验室,上海200083 [2]解放军电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥230037

出　　处：《物理学报》2014年第10期205-210,共6页Acta Physica Sinica

基　　金：民用航天“十二五”预先研究计划(批准号:MYHT-201104)资助的课题~~

摘　　要：研制了一套接收硬目标回波的差分吸收激光雷达系统以用于全天候监测大气CO2浓度变化.系统采用10和12 kHz正弦波分别对处在CO2吸收峰内和吸收峰外的波长进行强度调制,利用单频检测技术提取回波信号.提出了一种利用激光扫频推算系统精度的方法,从而弥补了长期以来只能在理论上计算差分吸收激光雷达系统精度的不足,给实际系统自定标问题提供了一种解决方案.该系统采用全光纤结构,结构可靠,便于移动.利用此系统获得了上海市多天CO2浓度变化曲线,在450 m的积分路径长度上,1 s的积分时间取得了优于3.39×10-6的测量精度.An intensity modulation hard-target differential laser absorption lidar system for CO2 sensing is demonstrated. On and off wavelength lasers are modulated with 10 kHz and 12 kHz sinusoidal waves. The echo is extracted using coherent detection technique. The system is fiber based, which makes it compact and removable. We obtain three day variation of horizontal column averaged CO2 concentration of Shanghai district. We also propose an accuracy evaluation method based on electronic noise analysis combined with laser frequency modulation. The result shows that the measurement precision for the column corresponds to 3.39 × 10^-6 （rms） with ls integral time and 450 m path.

关 键 词：连续波调制 差分吸收激光雷达 CO2 精度自标定 

分 类 号：TN958.98[电子电信—信号与信息处理]