1.55μm全光纤相干多普勒激光测风雷达

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1.55μm全光纤相干多普勒激光测风雷达

胡杨, 朱鹤元

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胡杨, 朱鹤元. 1.55μm全光纤相干多普勒激光测风雷达[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 71-75. doi: 10.3788/IRLA201645.S130001

引用本文:

胡杨, 朱鹤元. 1.55μm全光纤相干多普勒激光测风雷达[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 71-75. doi: 10.3788/IRLA201645.S130001

Hu Yang, Zhu Heyuan. 1.55 μm all-fiber coherent Doppler lidar for wind measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 71-75. doi: 10.3788/IRLA201645.S130001

Citation:

Hu Yang, Zhu Heyuan. 1.55 μm all-fiber coherent Doppler lidar for wind measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 71-75. doi: 10.3788/IRLA201645.S130001

1.55μm全光纤相干多普勒激光测风雷达

doi: 10.3788/IRLA201645.S130001

胡杨^1,2,
朱鹤元^1, ,

1.
复旦大学光科学与工程系,上海 200433;
2.
上海秉睿实业有限公司,上海 201800

作者简介:
胡杨(1983-),男,硕士生,主要从事激光雷达等方面的研究。Email:shorepoplar@126.com

通讯作者: 朱鹤元(1966-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事新型激光技术与器件等方面的研究。Email:hyzhu@fudan.edu.cn

中图分类号: O436.1

1.55 μm all-fiber coherent Doppler lidar for wind measurement

Hu Yang^1,2,
Zhu Heyuan^{1
, ,}

1.
Department of Optics Science and Engineering,Fudan University,Shanghai 200433,China;
2.
Shanghai Binrry Industrial Co.,Ltd,Shanghai 201800,China

摘要: 激光雷达是一种精确的遥感风速测量方法。介绍了一种全光纤相干多普勒激光测风雷达,系统所有光学元件之间采用光纤连接,结构简单,调节方便。首先,使用该激光雷达系统的数据处理方法,对计算机模拟的探测器表面的中频多普勒频移信号进行测量,噪声的功率越大,信噪比越小,误差也越大。其次,使用该激光雷达系统对硬靶目标进行了速度测量,测量结果与标准值比较一致,最大误差的绝对值不超过0.046 m/s。最后,使用该激光雷达系统对水蒸气目标进行了速度测量,测量结果与标准值基本相近,最大误差的绝对值小于等于0.925 m/s。仿真和实际实验的测量结果均证明了该激光雷达系统测量结果的准确性和稳定性。
- 激光雷达 /
- 全光纤 /
- 多普勒频移 /
- 测风
Abstract: Light detection and ranging (LiDAR) offers a method of remote wind speed measurement. A kind of all-fiber coherent Doppler lidar was proposed, whose components were connected via optical fibers. The simplicity of the structure is quite convenient for adjustment. First, the signal processing method used in this system was used to measure the simulated Doppler shift. The simulation results indicate that the more noise is added to the signal, the more errors will be obtained from the calculation. Second, the lidar system was utilized to measure the velocity of a hard target. The results conform very closely to the reference, whose absolute errors are less than 0.046 m/s. Finally, the lidar system was used to measure the speed of the water steam. The results deviate from the reference more than that of a hard target, whose maximum absolute error rises up to 0.925 m/s. The simulation and experiment results validate the accuracy and stability of the lidar system.
- light detection and ranging (LiDAR) /
- all-fiber /
- Doppler shift /
- wind measurement

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1.55μm全光纤相干多普勒激光测风雷达

doi: 10.3788/IRLA201645.S130001

胡杨^1,2,
朱鹤元^{1,
,}

1. 复旦大学光科学与工程系,上海 200433;

2. 上海秉睿实业有限公司,上海 201800

作者简介:
胡杨(1983-),男,硕士生,主要从事激光雷达等方面的研究。Email:shorepoplar@126.com

通讯作者: 朱鹤元(1966-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事新型激光技术与器件等方面的研究。Email:hyzhu@fudan.edu.cn

收稿日期: 2016-02-07
修回日期: 2016-03-10
刊出日期: 2016-05-25

中图分类号: O436.1

关键词:

摘要: 激光雷达是一种精确的遥感风速测量方法。介绍了一种全光纤相干多普勒激光测风雷达,系统所有光学元件之间采用光纤连接,结构简单,调节方便。首先,使用该激光雷达系统的数据处理方法,对计算机模拟的探测器表面的中频多普勒频移信号进行测量,噪声的功率越大,信噪比越小,误差也越大。其次,使用该激光雷达系统对硬靶目标进行了速度测量,测量结果与标准值比较一致,最大误差的绝对值不超过0.046 m/s。最后,使用该激光雷达系统对水蒸气目标进行了速度测量,测量结果与标准值基本相近,最大误差的绝对值小于等于0.925 m/s。仿真和实际实验的测量结果均证明了该激光雷达系统测量结果的准确性和稳定性。

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