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    發布時間:2020-09-10 11:27:55
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    武漢大學“紫外多波長激光雷達系統”

     

    每到晴天,武漢大學珞珈山上空總會出現神秘的激光,直達100公里的大氣層。神秘的激光是武漢大學空間物理學專家、長江學者易帆及其團隊研制的激光雷達系統所發出的。由于激光雷達系統的"辛勤工作",易帆及其團隊率先完整地獲得了我國高空100公里以內區域的第一手大氣溫度資料。9月28日,武漢大學"紫外多波長激光雷達系統"通過教育部專家的驗收。

     

    大氣溫度、密度和風場是"高空氣象"的三大關鍵參數。長期以來,氣象專家們在地面上布設了100多個天氣雷達,基本掌握了空中10公里以下的低空氣象,飛機所到之處遭遇到的風、雨、雷、電等變化因此被悉數掌握。但更高的"高空氣象"狀況如何,由于探測設備的限制而成為鞭長莫及的研究盲區,從而影響到火箭、衛星等的精確發射.

     

    從上世紀90年代開始,易帆及其團隊開始嘗試設計并研發能探測高空氣象的大型雷達裝置,并取得系列成果。2001年研制成功當時國內功率孔徑積最大的鈉共振熒光/瑞利激光雷達;2003年研制成功亞洲第一臺鐵共振熒光激光雷達,首次得到了我國上空30-80公里的大氣密度和溫度資料;2004年完成了鐵玻爾茲曼激光雷達原理樣機實驗,在我國率先實現了30-100km范圍內大氣溫度的地基遙感探測;2005年完成了某型號地面原理樣機的研制;2006年完成了瑞利/拉曼/米散射激光雷達的研制;2007年研制成功鈣原子共振熒光激光雷達。

     

    據易帆介紹,激光的發射波長為納米量級,容易與被探測物發生反應并產生多種散射回波。地面通過接收散射光,就可探測到大氣中的溫度、密度以及其他微量成分。此前,大氣探測所用的無線電雷達發出的波長太大,難以與被探測物發生反應。此次申請鑒定的紫外多波長激光雷達系統已經實現了對中層頂金屬鐵、鈉、鈣層的常規探測,完成了對低層大氣氣溶膠的全天時觀測,獲得了從近地面直到100公里范圍內大氣的溫度剖面。"紫外多波長激光雷達系統"在國家重大科學工程"東半球空間環境地基綜合監測子午鏈(簡稱子午工程)"中得到應用。

     

    根據科技查新結果,這些激光雷達系統的其總體技術水平位居前列:其中鐵激光雷達的多項主要技術指標達到了領先水平,功率孔徑積位居第一。另外,利用該系統實現的共體積鐵、鈣、鈉的聯合觀測未見國內外專利及非專利文獻報道。該激光雷達系統形成了我國當前最強大的中高層大氣地基遙感探測平臺,武漢大學也成為激光雷達相關高級技術人才的培養基地。

     

    以中國科學院院士王水、呂達仁為主的專家組認為,該系統總體上達到國際先進水平,某些領域處于國際領先地位,部分關鍵技術指標位于世界第一。

     

    來源:中國激光網

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