水汽探测拉曼激光雷达的新型光谱分光系统设计与分析

提出并设计了一套新型的大气水汽和气溶胶探测用紫外域拉曼激光雷达系统,以二向色镜和超窄带滤光片构成高效率拉曼光谱分光系统,实现激光雷达大气回波信号中米-瑞利散射信号、氮气和水汽的振动拉曼散射信号的精细分离和高效率提取.利用美国标准大气的分子散射模型和实测的大气米散射信号模型,对分光系统的米-瑞利散射信号的抑制率、大气水汽测量的信噪比和误差进行数值仿真设计.搭建实验系统对西安地区夜间的大气水汽进行实验观测,并利用有云天气下实测的激光雷达回波信号,反演获得大气后向散射比和水汽混合比的相关特性,验证了该拉曼光谱分光系统对米-瑞利信号的抑制率达到107以上量级.理论和实验结果表明,设计的新型拉曼光谱分光...