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荧光偏振短距激光雷达测量生物战剂/气溶胶

杨辉 赵雪松 孙彦飞 王铁栋 叶结松

杨辉, 赵雪松, 孙彦飞, 王铁栋, 叶结松. 荧光偏振短距激光雷达测量生物战剂/气溶胶[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1030004-1030004(8). doi: 10.3788/IRLA201767.1030004
引用本文: 杨辉, 赵雪松, 孙彦飞, 王铁栋, 叶结松. 荧光偏振短距激光雷达测量生物战剂/气溶胶[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1030004-1030004(8). doi: 10.3788/IRLA201767.1030004
Yang Hui, Zhao Xuesong, Sun Yanfei, Wang Tiedong, Ye Jiesong. Bio-agents and aerosol measurement by fluorescence and depolarization short-distance lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1030004-1030004(8). doi: 10.3788/IRLA201767.1030004
Citation: Yang Hui, Zhao Xuesong, Sun Yanfei, Wang Tiedong, Ye Jiesong. Bio-agents and aerosol measurement by fluorescence and depolarization short-distance lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1030004-1030004(8). doi: 10.3788/IRLA201767.1030004

荧光偏振短距激光雷达测量生物战剂/气溶胶

doi: 10.3788/IRLA201767.1030004
基金项目: 

国家自然科学基金(41375026)

详细信息
    作者简介:

    杨辉(1974-),男,副教授,博士,主要从事生物气溶胶、激光雷达和大气环境监测等方面的研究。Email:sanpedroman@163.com

  • 中图分类号: TN247

Bio-agents and aerosol measurement by fluorescence and depolarization short-distance lidar

  • 摘要: 基于激光诱导荧光(LIF)原理和弹性散射作用于非球形粒子上产生的偏振特性,设计研制了短距测量荧光和偏振激光雷达:采用了三个激光光源、两个接收望远镜、一个退偏组件和一个荧光光谱特征分析光谱仪,设计遥测探测距离为200 m至数千米。荧光测量采用了Nd:YAG激光器的三倍频355 nm和4倍频266 nm输出,激光束脉冲宽度约为6 ns,重复频率为20 Hz,荧光接收光学及光谱分析子系统由25.0 mm口径的f/4牛顿望远镜,车尔尼特纳光谱仪和32通道的光电倍增管(PMT)等组件组成;偏振和弹性散射信号由孔径12.5 mm的卡塞格林望远镜接收。荧光测量的信噪比仿真计算表明:以最小SNR=10作为参照,在1 km距离上,白天探测不到数浓度为10 000个/升的战剂云团,但在夜间则可以获得较好的信号强度;偏振测量结果初步分析表明:(1)退偏比表现出较强的波长依赖性;(2)多波长退偏比测量可以显著提高生物战剂的鉴别能力。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-10
  • 修回日期:  2017-03-20
  • 刊出日期:  2017-10-25

荧光偏振短距激光雷达测量生物战剂/气溶胶

doi: 10.3788/IRLA201767.1030004
    作者简介:

    杨辉(1974-),男,副教授,博士,主要从事生物气溶胶、激光雷达和大气环境监测等方面的研究。Email:sanpedroman@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(41375026)

  • 中图分类号: TN247

摘要: 基于激光诱导荧光(LIF)原理和弹性散射作用于非球形粒子上产生的偏振特性,设计研制了短距测量荧光和偏振激光雷达:采用了三个激光光源、两个接收望远镜、一个退偏组件和一个荧光光谱特征分析光谱仪,设计遥测探测距离为200 m至数千米。荧光测量采用了Nd:YAG激光器的三倍频355 nm和4倍频266 nm输出,激光束脉冲宽度约为6 ns,重复频率为20 Hz,荧光接收光学及光谱分析子系统由25.0 mm口径的f/4牛顿望远镜,车尔尼特纳光谱仪和32通道的光电倍增管(PMT)等组件组成;偏振和弹性散射信号由孔径12.5 mm的卡塞格林望远镜接收。荧光测量的信噪比仿真计算表明:以最小SNR=10作为参照,在1 km距离上,白天探测不到数浓度为10 000个/升的战剂云团,但在夜间则可以获得较好的信号强度;偏振测量结果初步分析表明:(1)退偏比表现出较强的波长依赖性;(2)多波长退偏比测量可以显著提高生物战剂的鉴别能力。

English Abstract

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