基于双光栅单色仪的紫外转动拉曼雷达的模拟计算

转动拉曼测温激光雷达经常用双光栅单色仪来分光,532 nm双光栅单色仪通带较宽,以致白天工作时输出信号混合了较强的天空背景光,无法准确测量白天的大气温度。355 nm双光栅单色仪具有通带较窄、波长短、接收视场角小的特点,减小了背景光干扰,可用于白天温度的测量。紫外双光栅单色仪由光纤、透镜、光栅组成,对它们的参数进行了选择,估算了带外抑制比。对紫外转动拉曼激光雷达系统进行了分析及数值计算,结果表明在激光脉冲能量300 m J,望远镜有效口径356 mm,测量时间20 min的条件下,在晴朗的天气,白天到6.9 km晚上到8.2 km温度测量精度可达到1 K;在有云的天气,白天到3.6 km晚上到4.2 km温度测量精度可达到1 K。     

激光倍频截止滤光膜研制

本文介绍长波通和短波通截止干涉滤光膜系的选择,并对其通带和截止带的特性进行了计算。采用插入匹配层的方法来提高通带内特定波长的透射率。初步研制结果:长波通截止干涉滤光膜在反射带530nm 处的反射率 R 大于99%,通带1060nm 处的透射率大于97%。短波通截止干涉滤光膜在反射带1060nm 处反射率大于99%,通带530nm 处的透射率大于97%。     

基于波长颜色映射关系的白光干涉及衍射图样仿真

依据建立的可见光波长与MATLAB色谱矩阵参数的映射关系,把按照真实实验参数计算获得的杨氏干涉实验干涉图样的强度分布,变成了用于干涉图样显示的色谱矩阵,从而实现了单色光杨氏干涉实验的计算机写真;以同样的方式获得了单色光圆孔夫琅和费衍射实验的计算机写真。以此为铺垫,根据颜色匹配理论和计算机颜色显示的叠加原理,用波长分别为700 nm(红)、546.1 nm(绿)和435.8 nm(蓝)的光谱色为三原色匹配等能白光,实现白光杨氏干涉和圆孔夫琅和费衍射图样的计算机仿真。这种方法可广泛用于与可见光有关的色散、激光传播规律、空间滤波等物理现象讨论与分析。     

宽视场静态傅里叶变换干涉系统的研究

本文设计了基于干涉条纹空间相干性的宽视场静态傅里叶变换干涉系统,采用静态结构取代传统机械扫描,最终完成光谱分布函数的获取。给出了系统的结构设计,通过实验对650 nm激光产生的干涉条纹进行傅里叶变换,最终获得其光谱分布,证实系统的可行性。     

大气水汽探测拉曼激光雷达系统仿真设计

设计了发射波长为532nm测量大气水汽的拉曼激光雷达系统. 结合系统误差理论分析,验证系统夜间测量水汽的高效性和白天测量水汽的可行性. 通过对比不同发射波长的拉曼激光雷达系统的回波信号与信噪比,得出最优系统参数能够实现白天0~4km、夜间0~9km的探测,该系统探测性能优于266nm或355nm的测量系统,特别是夜间探测大气水汽更为高效. 为实现单波长测量大气参数（温度、气溶胶和水汽）提供了一个可行性设计.      

基于光线追迹非同轴激光雷达重叠因子影响因素的分析研究

重叠因子是影响激光雷达系统探测近距离大气的一个关键因素,对其进行精确计算有利于获得更准确的探测结果. 为此,提出了一种通过光线追迹获得非同轴激光雷达系统重叠因子的仿真方法. 该方法利用ZEMAX分别对载入真实机械结构的发射系统和望远镜接收系统进行光线追迹,确定出同一距离处激光强度分布和望远镜的视场函数分布,通过计算重叠区域被望远镜视场函数加权后的激光强度占激光总强度的比例,可得到该距离处的重叠因子,最后通过不同距离处的重叠因子拟合出完整的重叠因子廓线. 此外,利用此方法对一套激光雷达系统进行了几何因子廓线仿真,并分析了系统轴间距、光轴失调角度、激光发散角、望远镜视场角以及次镜机械遮挡对系统重叠因子廓线的影响. 仿真结果表明当激光光轴偏离望远镜光轴的角度等于望远镜视场角和激光发散角差值的1/2时,远场的重叠因子不能达到1,这对激光雷达系统的设计和安装提出了更高的要求.      

稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量分析

在简要论述稳态大视场偏振干涉成像光谱仪（ＳＬＰＩＩＳ）的干涉成像原理的基础上,重点对稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量进行了分析和计算,在考虑透射比的情况下,推导了偏振器偏振化方向及二分之一波片的光轴取向偏离理想方向时通量随偏角的变化关系,给出了最大调制度情形下的通量数值,这种稳态大视场偏干涉成像光谱仪适用波长范围广,具有结构简单、超小型和大视场补偿功能,突出了高稳态,高通量的显著特点,特别适合航     

钠原子滤光的太阳高光谱分辨成像观测

本文介绍基于钠原子滤光器的太阳高光谱观测原理及其典型透射谱型,并介绍观测到的全日面光球层顶部/色球层底部的太阳像.与常规光学干涉滤光相比,钠原子滤光透射峰值正好对应太阳夫琅和费D线的线心位置,因此能长期稳定对太阳进行高光谱观测;超窄带宽的滤光更有利于观测太阳大气诸多细节,如谱斑及其亮网络结构等.用原子滤光(589 nm)在武汉获得的全日面图像与SDO卫星在太空观测(AIA 160 nm真空紫外波长)的结构和细节极为相似,其原因在于两者对太阳大气观测的高度层次类似.因此,本文为高光谱分辨太阳大气精密高度层次的长期稳定观测提供一种有效手段.     

三元组合双折射滤光片优化设计

介绍一种利用单轴晶体的双折射效应及偏光干涉原理设计的三元组合的石英晶体双折射滤光片．给出了双折射滤光片的滤光原理，并分析它的参数特性．通过实验给出了三元组合双折射滤光片的透射曲线，其透射光谱带宽较窄，次峰被抑制在10％以下．用在脉冲激光器中时，具有450nm宽调谐范围．在设计时采用了法布里玻罗来压窄线宽，达到5nm以下．     

衍射极限倍因子M2的实验测量

目的测量He—Ne激光器（波长632．8nm）和半导体激光器（波长650nm）的肘。因子。方法根据ISO／TC172／SC9／WG1 N80文件对M^2因子的测量原理及要求，用美国Spirieon公司生产的LBA-300PC激光束分析仪，沿光传播方向在不同z位置，测出光束宽度，由测量数据进行双曲线拟合，确定束腰直径和远场发射角，计算M^2因子。结果所测全内腔玻璃外壳He—Ne激光器的M^2=1．422，半导体激光器的M^2=1．599。结论市场上流通的He—Ne激光器和廉价的半导体激光器大都可以用于医学应用，不适于用作干涉计量或全息照相等方面的应用。