1 中国石油集团 测井有限公司测井技术研究院西安 710077
2 （中国石油大学（华东）地球科学与技术学院 青岛 266580）
3 （深层油气全国重点实验室（中国石油大学（华东））青岛 266580）
4 中国石油集团 测井有限公司西南分公司重庆 400000
密度测井中使用可控X射线源替代137Cs放射源已经成为新的趋势。X射线源强度受靶基上高压影响较大，当高压为350 kV时密度测量不确定度可以保持在0.01 g?cm-3。为探究350 kV高压X射线密度测井仪器的探测深度特性及影响，利用蒙特卡罗方法研究了不同源距探测器在20%含水石灰岩地层中的探测深度；并且通过与137Cs源密度测井仪探测特性的对比，分析了二者探测深度差异的原因。另外通过模拟分析了泥饼和地层对探测器的贡献度以及不同探测器的密度偏差，研究了井壁泥饼对密度测井响应的影响。研究结果表明：X射线密度测井仪的探测深度随着源距的增加而变大；与137Cs源密度测井仪相比，X射线密度测井仪散射粒子主要集中于井壁1~3 cm处，从而造成二者探测深度差异；此外，泥饼和地层对不同源距探测器的贡献度不同，探测器密度偏差随着源距增加而减小。
X射线 密度测井 蒙特卡罗模拟 探测深度 泥饼影响 X-ray Density logging Monte Carlo simulation Depth of investigation Effect of mudcake
1 中国海洋大学 信息科学与工程学院 海洋技术系，山东 青岛 266100
2 青岛海洋科学与技术国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室，山东 青岛 266237
3 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东 青岛 266071
为了评估和分析星载海洋激光雷达探测全球海洋光学参数的性能，依据激光雷达方程和蒙特卡罗模型结果模拟计算激光传输信号，开发了星载海洋激光雷达仿真模拟系统。仿真模拟系统由正向模拟、数据反演与误差分析三部分组成，能够模拟激光发射、传输和探测的全过程。根据给定的激光雷达参数，模拟了443 nm、486.1 nm和532 nm波长在地中海、印度洋、南大洋与太平洋四个典型海区的探测信号。研究结果表明，443 nm和486 nm波长的探测深度在各个海区均比较接近，并且均比532 nm更深。在给定的激光雷达参数情况下，486.1 nm波长在太平洋和南大洋的探测深度分别为120 m和70 m，在地中海和印度洋的探测深度均为约100 m。叶绿素a浓度在以上海区的探测深度分别约为80 m、50 m和70 m。
星载海洋激光雷达 仿真模拟系统 叶绿素a 探测深度 spaceborne oceanographic lidar simulation system Chl-a detection depth 红外与激光工程
2021, 50(2): 20200164
1 浙江大学 光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 浙江大学 海洋学院, 浙江 舟山 316021
星载激光雷达是实现海洋垂直剖面探测的有效工具, 也是目前迫切需求的海洋光学遥感手段。对星载海洋激光雷达的波长参数进行评估对保证探测有效性具有重要意义。本文从探测深度和信噪比两方面分析了星载海洋激光雷达探测全球海洋的最佳波长。利用MODIS 10个波段的水体光学特性数据, 估算全球海水探测深度及相应的最优波长; 并根据太阳夫琅禾费暗线特性, 对信号信噪比进行优化。结果表明: 在探测深度方面, 最优探测波长在488 nm波段的海洋占全球海洋面积的70%左右, 并且全球95%以上的海域在488 nm波段的探测深度优于0.8倍的真光层深度; 在信噪比方面, 相对于488 nm波段, 486.134 nm夫琅禾费暗线处采用0.1 nm带宽的滤光片可以将背景光强度降低70%, 相应地回波信噪比整体提升了约50%。就全球海洋探测来说, 使用486.134 nm作为探测波长可以提高探测深度, 有效抑制太阳背景光, 提高信噪比, 因此, 486.134 nm是星载海洋激光雷达的最佳工作波长。
星载海洋激光雷达 探测深度 太阳夫琅禾费暗线 信噪比 工作波长 spaceborne oceanic lidar detection depth solar Fraunhofer line signal to noise ratio operating wavelength
1 中国海洋大学 信息科学与工程学院 海洋技术系, 山东 青岛 266100
2 青岛海洋科学与技术国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室, 山东 青岛 266237
3 齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东省科学院海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266001
为了评估和分析激光雷达探测全球海洋光学参数的性能, 根据激光雷达方程和给定的激光雷达参数, 使用MODIS Level 3全球年平均的海水吸收系数a(λ)和后向散射系数bb(λ)数据作为海水光学参数的参考值, 对蓝绿光星载海洋激光雷达在全球海洋的探测深度进行了估算和分析。研究结果表明: 星载海洋激光雷达探测深度的分布主要依赖于探测波长和水体光学性质, 清洁大洋水的最优探测波长在460 nm左右, 白天和夜间的最大探测深度分别为~110 m和~120 m; 沿岸浑浊水的最优探测波长多在500 nm以上, 最大探测深度只能达到20 m或更浅。探测波长为470~480 nm时, 星载海洋激光雷达在全球范围内的平均探测能力最佳。
海洋激光雷达 卫星遥感 探测深度 信噪比 oceanographic lidar satellite remote sensing detection depth signal-to-noise ratio 红外与激光工程
2019, 48(1): 0106006
南开大学 物理科学学院光子学中心,天津 300071
组建了具有980 nm和1300 nm两个波长光源的光学相干层析(OCT)成像系统。利用此系统,分别在两个波长、不同光源功率下,对新鲜猪肉组织进行OCT成像。比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下的OCT图像,并比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下OCT信号强度随深度变化的曲线。对曲线进行线性拟合,分析了两个波长下生物组织散射系数的变化规律。发现提高光源功率会使探测深度有限提高,而探测深度会随波长增大而增加,并分析了波长变化对OCT系统各参数的影响和进行对比的图像产生差异的原因。
成像系统 光学相干层析 双波长 探测深度 激光与光电子学进展
2010, 47(4): 041701
