Атмосферска кохерентна откривање лидар пулсираног светла

Кохерентан допплер лидар (ЦДЛ) је напредна активна технологија даљинских сензора која се првенствено користи за прецизно мерење атмосферског ветроелектране, као и својства аеросола и облака. У срцу и души лежи пулсирани извор светлости, који не служи не само као "мотор" система, већ и као критична компонента која одређује горњу границу перформанси детекције.

За разлику од традиционалног не- кохерентног (директно откривање) Лидар, ЦДЛ послује на принципу кохерентне детекције. Систем емитује ласерску пулс са изузетно стабилним фреквенцијама и познатим фазним информацијама (названим "локални осцилатор" или ло сноп). Како овај сноп пропагира кроз атмосферу, разбацана је честицама као што су аеросоли и прашина (поткољенице). Врло мали део ове светлости је раштркан по путању преноса и примљен од стране лидара. Будући да су ове честице расипања у односу на лидар (првенствено због ветра), фреквенција враћеног светла пролази минутну смену (Доплер Схифт) у односу на емитовану светлост, према доплеровом ефекту.

Домишљатост ЦДЛ лежи у својој методи "оптичког хетеродинг-а", где се слаба враћена сигнално светло помеша са дијелом задржане локалне осцилаторске светлости унутар система. Добијени фреквенцијски сигнал за ритму (средњи фреквенцијски сигнал) носи податке о доплеровој пребацивању. Откривањем фреквенције овог електричног сигнала, радијална брзина честица расипања дуж линије - од - погледи на ласерски сноп може се преузети екстремном тачном тачношћу, добијајући на тај начин информације ветробране.

Стога, ЦДЛ пулсирани извор светлости није једноставан "Фласхбулб", већ софистицирани оптички уређај који мора да поседује изузетно високу стабилност фреквенције, веома уска линија и специфична својства таласне дужине. Тренутно велика већина ЦДЛ система користи високо кохерентне ласере пулсираних влакана као њихов извор светлости.

ЦДЛ пулсирани извор светлости је јединствен јер мора да испуњава строге физичке потребе кохерентног откривања. Његове главне карактеристике укључују:

1.Екстремно висока стабилност фреквенције и уска линија:Ово је најкритичнија карактеристика. Доплерови помак је врло мали (обично на редоследу МХз). Ако је ласеров властити фреквенцијски живац или линија прешироки, то ће у потпуности молити користан сигнал, што доводи до квара за откривање. ЦДЛ извори светлости обично захтевају линију много мање од 1 МХз, често чак и на нивоу килохерца, са високо конзистентном фреквенцијом од импулса до импулса.

2.Хиси излазна снага и енергија пулса:Сонди дуже удаљености и превазићи губитак енергије због атмосферског пригушивања и обрнутог закона - квадратног закона, Извор светлости је потребно високу вршну снагу и јединствену енергију. Ово осигурава довољно фотона достићи удаљене циљеве и раштркане су назад на откривање.

3.Екцелент Квалитет снопа:Извор би требало да излаже дифракцију - ограничено или у близини - дифракције - ограничено високи - квалитетан Гауссиан греда. Ово гарантује добру усмеравање и фокус израду ласерског снопа, омогућавајући дуже даљине преноса и одржавање мале величине места, на тај начин побољшање просторне резолуције и сигнал - омјера буке.

4.специфична таласна дужина рада:ЦДЛ првенствено дјелује у оком - сигурним опсезима око 1,5 μм и 2 уМ. Ласери на овим таласним дужинама имају велики праг оштећења људског ока, значајно смањујући ризике безбедности примене и омогућавање распоређивања у релативно насељеним подручјима попут аеродрома и градова. Поред тога, ове таласне дужине су атмосферски преносни прозори, мање погођени апсорпцијом од атмосферских молекула (нпр. Угљен диоксид, водена пара).

5.Хижу поузданост и компактност:Користом од ласерске технологије влакана, модерне ЦДЛ-ове изворе светлости су компактни, робусни, одржавање - бесплатно (или ниско "од вибрације) и неосјетљиве на варијације вибрација и температуре, што их чини идеалним за мобилне платформе као што су у ваздуху, бродоветнике и возила. -.

Употреба високог - прецизних способности мерења ветра омогућена је њеним пулсираним извором светлости, ЦДЛ игра незамјењиву улогу у бројним областима:

Енергија ветра и временске прогнозе:

• Оптимизација фарми ветра: Користи се за мерење прилива ветра и буђења на веб страници ветра за оптимизацију распореда турбина и контролирањем, максимизирајући ефикасност стварања електричне енергије и смањење умора за умор и смањење умора.
• УПОЗОРЕЊЕ ВРЕМЕНЕ: Користи се за откривање смицања ветра, падова и микробурста - временских феномена смртоносно на безбедност ваздухопловства - пружање упозорења за аеродроме.
• Метеоролошка истраживања: користи се за проучавање структуре атмосферске граничне слојеве, бурне размене, топлоте и замахних флукса итд., Побољшање нумеричких модела прогноза времена.

Безбедност ваздухопловства:

• Откривање Вортека Авион Ваке: Велики ваздухоплови генеришу интензивне вартеке за буђење током полијетања и слетања, који су опасни за пратећи авион. ЦДЛ може надгледати положај, снагу и расипање ових вартиката у стварном - временском, потенцијално скраћеним интервалима за одвајање ваздухоплова, повећавајући капацитет аеродрома и обезбеђивање сигурности.
• Обавештење о смиривању у ваздуху: монтиран на нос ваздухоплова, сондира ветром напријед на путу лета, пружајући пилоте са раним упозорењима како би се избегле зона смицања ветра.

Одбрана и сигурност:

• Балистичка корекција ветра: прецизно мери профиле брзине ветра дуж стазе од њушке до циља, пружајући податке за балистичку корекцију у високим - прецизним артиљеријским и снајперским системима, увелико побољшавају стопе хит.
• Хемијски / биолошки агенс Сенсинг: АИДС у препознавању сумњивих дисперзија облака аеросола откривањем предлога суспендованих честица у ваздуху.
• Навигација возила: Пружа прецизне информације о брзини ветра за беспилотне ваздушне возила (УАВС), ракете итд. За прорачуне навигације и издржљивост.

Popularne oznake: Атмосферска кохерентна откривање лидар пулсираног светла светлости, Кина Атмосферска кохерентна откривање лидар пулсираног светла