1 中国科学院上海技术物理研究所, 中国科学院空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
大气压力是最重要的气象要素之一。为了实现空间激光遥感大气压力,需要先进行必要的地基激光雷达探测实验研究。以单纵模Nd∶YAG激光器的二倍频532 nm激光脉冲作为泵浦源,以KTP(KTiOPO4)晶体作为非线性转换介质的光参量振荡器和光参量放大器,产生了760.236 nm和760.307 nm 波长的两种激光脉冲,脉冲能量为40 mJ,采用?350 mm望远镜接收大气的后向散射,从而获得了不同高度处与激光雷达之间双波长的差分光学厚度。有效探测高度为500~4000 m,时间分辨率为1~5 min。实验结果表明,差分光学厚度对应着大气层不同高度处与激光雷达间的压力差,其对应关系的数值表达是可以期待的。
遥感 遥感器 差分吸收激光雷达 光参量振荡器 光参量放大器 差分光学厚度 大气压力
1 中国科学院空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
介绍了一种氧气A带差分吸收激光雷达发射机，试图用于大气压力探测实验.该激光发射机是基于种子注入的光参量振荡器和光参量放大器的结构.作为从振荡器，采用一个环形腔KTP光参量振荡器.作为注入种子的主振荡器，即一个连续波外腔调谐二极管激光器.该连续波外腔调谐二极管激光器，由高精度的波长计构成的一个PID(Proportional-Integral-Derivative)伺服控制环，稳定其工作波长.向光参量振荡器的谐振腔注入连续波的种子激光，通过“Ramp-Hold-Fire”技术，锁定OPO(Optical Parametric Oscillator) 谐振腔的腔长.该激光发射机具有高的光频率稳定性(30 MHz/rms)、窄的线宽(傅立叶转换限)、高的脉冲能量(≥45 mJ)等性能，能够在工作期间保持稳定.发射机系统以单纵模式工作，使得差分吸收激光雷达对后向散射光信号的窄带探测成为可能.因而此类系统具有精确探测大气压力的发展潜力.
大气压力 差分吸收激光雷达 光参量振荡器/光参量放大器 注入锁定 pressure measurement differential absorption lidar parametric oscillators and amplifiers injection-locked 红外与毫米波学报
2019, 38(4): 04451
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光电信息技术教育部重点实验室 天津大学光纤传感研究所, 天津 300072
2 中航工业成都凯天电子股份有限公司, 四川 成都 610073
3 天津市计量监督检测科学研究院, 天津 300192
针对航空领域对大气压力的测量需求, 基于光纤法珀传感和低相干干涉技术, 搭建了光纤法珀多通道压力传感系统。介绍了系统解调算法及工作原理, 对光纤法珀压力传感器的标定和温度补偿方法进行理论分析, 将非恒温条件下的传感器拟合误差降低至0.134% F.S.。在风洞环境中, 在侧滑角-4°~4°变化范围内, 对飞机实体模型的三个监测点进行压力测量实验, 并将压力测量结果与Ansys-Fluent软件模拟仿真结果做对比。结果显示, 光纤法珀压力传感系统与模拟仿真数据变化趋势相同, 全量程误差为0.38% F.S., 证明此系统能够提供可靠的压力数据, 真实反映飞机模型被监测位置在风洞中的受力情况。
光纤法珀 大气压力 风洞 温度补偿 数值模拟 optical fiber F-P atmospheric pressure wind tunnel temperature compensation numerical simulation 红外与激光工程
2018, 47(7): 0722002
1 中国科学院空间主动光电技术重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
根据美国标准大气模型进行了蒙特卡诺模拟,仿真研究了大气温度的不确定性对大气压力探测带来的随机误差和系统偏差,发现在氧气的A带中选择764.765 nm和765.094 nm为探测波长online,选择位于两者之间的764.948 nm为参考波长offline,是获得较小探测误差的一种方案；优化的探测波长既不在A带的吸收线上,亦不在某两吸收线之间的凹槽中间,而是位于A带吸收线p13和p14线的侧翼,这一结果对于建立积分路径差分吸收激光雷达探测地表大气压力的遥感仪器,起到参考作用.
大气光学 路径积分差分吸收激光雷达 大气压力 探测波长 参考波长 atmosphere optics integrated path differential absorption lidar surface pressure detection wavelength reference wavelength
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林 长春 130033
针对红外航空相机所处的工作环境进行了研究，指出相机在高空工作时，温度和大气压力的变化会使相机的像点产 生变化，导致相机离焦，从而影响相机的成像质量。总结了关于温度和大气压力对相机成像质量的影响的规律。针对相机工作环境的特点，分别分析了 温度变化和大气压力变化引起相机离焦的规律，提出了近似计算方法，并对其进行了试验验证。对于不同种类的相机提出了相应的调焦补偿 方式，对红外相机的研制工作具有一定的参考价值。
温度 大气压力 调焦 分辨率 temperature atmospheric pressure focus resolution
南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
用双膜盒作气压的敏感元件,将光纤微位移传感器用于检测膜盒随压力变化引起的形变,避免了其他检测膜盒形变方法的缺点,使气压传感器的性能得到改善和优化。为了提高检测灵敏度、降低检测限,使用了双通道光纤传感器,构造了一个气压测量装置,并以标准空气压力计对这种光纤气压传感器的输出变化随气压变化的关系进行了标定。结果表明,测量范围可以达到900～1 170 hPa,分辨率为0.2 hPa,精度为±0.1 hPa。改变光纤探头到膜盒反射面的初始间隔,实现气压测量区间位置的变化,进一步优化光纤探头的结构参数,可以拓宽大气压力的测量范围。
光纤传感器 大气压力 双通道测量 灵敏度 optical fiber sensor atmospheric pressure two-path measurement sensitivity
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
考虑激光辐照下结构变形对双层板接触传热影响可以更真实地反映两板间的传热情况,通过实验和数值模拟分析了大气压力对接触传热的影响.结果表明:大气压力对接触热阻影响非常明显,当大气压力超过一定值后,双层板界面始终接触,后板中心的温升阶段成类抛物形状;当大气压力在某一范围内,大气压力与温度矩产生的靶板挠度相当,接触面时分时合,后板的温升阶段成振荡式类线性增加;当大气压力小于某一特定值时,后板温度有一突跃过程,通过适当的设计有可能观测到该现象.
接触传热 接触容限 接触热阻 大气压力 间隙 激光辐照 Heat transfer by contact Contacting tolerance Contact thermal resistance Atmospheric pressure Gap Laser irradiation
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130022
基于一种长焦距斜视实时航空相机的研制,探讨了导致相机离焦的原因,指出环境(大气压力、温度)变化和照相斜距的变化是导致相机离焦的主要原因,分别从温度、大气压力、照相斜距这三个方面的变化对相机离焦的影响进行讨论,给出了计算相机离焦量的简易数学方程.通过对相机斜距离焦的分析,提出了一种新的离焦补偿方法,研制出一种双层导轨、双层凸轮的自动调焦补偿机构,使相机在照相过程中保持像面稳定,并对斜距调焦原理进行了实际检验.
离焦 温度 大气压力 照相斜距
