大气与环境光学学报
2009, 4(6): 1
期刊基本信息
创刊：
2006年 • 双月刊
名称：
大气与环境光学学报
英文：
Journal of Atmospheric and Environmental Optics
主管单位：
中国科学院
主办单位：
中国科学院安徽光学精密机械研究所
出版单位：
科学出版社
主编：
刘文清
ISSN：
1673-6141
刊号：
CN 34-1298/O4
电话：
86-551-5591563
邮箱：
地址：
安徽省合肥市1125信箱
邮编：
230031
定价：
60元/期
大气与环境光学学报 第4卷 第6期
介绍了中国科学院安徽光学精密机械研究所研制的测量对流层大气二氧化碳的ARL-1 Raman激光雷达系统,以Nd:YAG三倍频作为发射光源,接收大气中氮气和二氧 化碳的Raman后向散射信号,反演大气中的二氧化碳混合比分布。在ARL-1 Raman激光雷达系统中,设计了测量Raman激光雷达常数的标定装置,实验结果表明, 定标光源LED的稳定度可达99.5%。利用该系统对边界层二氧化碳进行了初步定量测量和分析。
大气光学 Raman激光雷达 二氧化碳 氮气 系统常数标定 atmospheric optics Raman lidar CO2 N2 lidar constant calibration 湍流动能耗散率(简称湍流耗散率)是表征湍流强弱的重要参数。利用风廓线雷达的谱宽估算湍流耗散率是研究湍流强度的一 种新方法。分析了airdar16000风廓线雷达的回波功率谱谱宽的影响因素,提取出湍流贡献的谱宽加宽,并由此计算湍流耗 散率。得出结论:湍流谱宽值在0.5 m[EQUATION]s[EQUATION]以内;在风廓线雷达的波束中,倾斜波束的谱宽值比垂直波束的谱宽值更可靠;利用 倾斜波束提取的谱宽计算得到的湍流耗散率的量级在10[EQUATION]m[EQUATION]s[EQUATION]到10[EQUATION]m[EQUATION]s[EQUATION]之间;湍流 耗散率的大小随着高度的增加而减小。结果同理论符合,证明该方法可行。
风廓线雷达 谱宽 湍流耗散率 wind profiler radar spectral width turbulent dissipation rate 一台532 nm单波长的偏振米散射激光雷达用于测量大气后向散射回波信号和线性退偏振比。为了准确获 得大气气溶胶和云的退偏振特性,两个偏振通道的标定因子[EQUATION]必须精确确定。采用三种不同的实验方法来确定偏振 激光雷达的标定因子,详细叙述了测定方法、过程、结果及误差分析。最后,将标定后的激光雷达探测结果 与CALIPSO数据进行比较,进一步验证了方法的可行性。
标定因子 退偏振比 偏振米激光雷达 calibration factor depolarization ratio polarization-Mie lidar CALIPSO 利用对流水槽成功模拟热力非均匀下垫面对流边界层的发生发展。仿照数值模拟中常用的马赛克方法在对流水 槽的底部铺了一些导热率缓慢的材料(橡胶薄板),使下垫面的加热存在差异,进而产生非均匀加热。利用温 度廓线和准直光系统共同决定边界层顶部的位置和对流速度尺度。采用PTV测量技术获得高精度的二维流场,看到 流场具有复杂的空间结构和尺度特征。相对于均匀下垫面来说,底部的非均匀加热使得混合层湍流的组织性得到加 强,具有稳定的环流结构。非均匀下垫面对流边界层的方差随高度的变化曲线与均匀下垫面的特征明显不同。 为了分析非均匀下垫面对流边界层的环流特征和水平输送对湍流变化的贡献,计算了湍流动能的湍流输 送。计算结果表明,加热开始不久,由于不同下垫面的的温差较大,水平输送也较大;而当一段时间后,温 差变小,水平输送也变小了。由此可以看出非均匀下垫面对流边界层的水平输送依赖于下垫面的非均匀强度。
对流边界层 热力非均匀 水槽模拟 水平输送 convective boundary layer thermal inhomogeneity water tank model horizontal advection 随着遥感器空间分辨率不断提高,大气作为遥感成像过程中不可逾越的介质,由其产生的影响,可能在一定程度上抵消 了分辨率的提高。为了定量的分析不同大气条件对遥感成像带来的影响,首先介绍了蒙特卡罗原理与蒙特卡罗大气辐 射传输模拟方法,借助Modtran的标准大气模式,模拟了不同条件下光子的扩散情况,分析了不同波长、能见度、遥感 器高度、气溶胶粒子非对称因子以及观测角度条件下,大气点扩散函数的变化情况。模拟结果表明不同大气条件对遥 感图像数据质量存在着不同程度的影响。
辐射传输 点扩散函数 蒙特卡罗方法 遥感图像 radiative transfer point spread function Monte-Carlo method remote sensing image 不同含水量的土壤会产生不同的偏振态,其与波长、土壤表面的结构、内部的构成、以及入射的角度密切相关。 根据Kodis粗糙表面的散射理论,推导了不同湿度土壤表面的偏振度与入射天顶角和观测天顶角以及等效折射率 的关系,并用野外地物偏振辐射计和地面多波段CCD相机实测了红壤的偏振反射数据,并将其与理论计算结果相 对照,初步总结出不同含水量红壤的偏振特性变化规律。研究土壤偏振度与含水量以及入射天顶角、观测天顶 角的关系,对于卫星农业遥感有重要的意义。
偏振遥感 红壤 偏振度 含水量 polarization remote sensing red soil degree of polarization moisture 返波管(BWO)连续太赫兹波成像方法是一种新的无损检测方法。实验过程中把样品放在二维电控平移台 上进行扫描成像,透过样品的太赫兹波强度信息由热释电探测器 接收,再经由电脑成像。给出了应用0.71 THz的连续太赫兹波对打孔铝板、公交卡、校园卡的内部结构和 对隐藏在信封内的硬币等物体和信封内纸片上的铅字迹的成像 实验研究事例,并且测知该系统能够分辨出最小直径为1.5 mm的小孔。并且对成像图像进行了数字图像处理,结论 表明,优化处理后的图像更加直观明显,提高了连续波 成像的应用能力。揭示了BWO连续太赫兹波成像系统在无损检测和安检领域是实际有效的。
无损检测 BWO连续太赫兹波成像 返波管 数字图像处理 nondestructive testing BWO continuous-wave THz imaging backward-wave oscillator digital image processing 基于微环腔型光学滤波是一项正在发展中的新型气体传感技术,在工业生产、环境保护和医学等领域具 有广阔的应用前景。利用微环状波导腔构成气室的吸收光谱型气体传感器具有结构紧凑、波长 选择性良好等优点。通过气体吸收光谱及微环腔特性的计算和分析,对基于微环腔型光滤波器的新型气体 检测传感系统的设计进行了研究和探索,分析了微环尺寸与其谐振波长、自由光谱范围之间的关系。
滤波 微环腔 气体传感 自由光谱范围 filtering micro-ring resonator gas sensing freedom spectrum range 以开发空气环境中低电压离子源和光电器件为目的,采取光照辅助电化学阳极腐蚀法结合水热铁钝化法制备了一 种新型多孔硅。研究了此多孔硅在空气环境中的电子发射性能和光电响应特性。发现这种多孔硅在空气环 境中有2[EQUATION]3 min较稳定的电子发射性能；且具有黑暗下即有开路电压([EQUATION]120 mV)和光照下有反向电 压([EQUATION]30 mV)的光电响应特性。结果表明,这种新型多孔硅具有空气环境下低电压离子源和光电响应器件的开发潜力。
多孔硅 场发射 冷阴极 光电元件 离子源 porous silicon field emission cold cathode photounit ionizer