自1971年偏振激光雷達(dá)誕生以來(lái),其在大氣探測(cè)中一直發(fā)揮著重要的作用。由于偏振激光雷達(dá)的雙路探測(cè)屬性,相對(duì)于普通大氣探測(cè)激光雷達(dá)如能見(jiàn)度雷達(dá)和云雷達(dá),它需求更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)偏振激光雷達(dá)采用增加激光出射功率、增大望遠(yuǎn)鏡接收面積的方法來(lái)提高探測(cè)信噪比,但由于技術(shù)和工藝限制,現(xiàn)階段已達(dá)極限。本文采用1.5μm單光子探測(cè)的方案,提升系統(tǒng)的探測(cè)效率,降低探測(cè)噪聲,大幅提升探測(cè)信噪比。并且利用1.5μm波段能夠使用全光纖光路的優(yōu)勢(shì),將偏振激光雷達(dá)進(jìn)行小型化設(shè)計(jì),研發(fā)機(jī)載平臺(tái)雷達(dá)系統(tǒng),旨在提升激光雷達(dá)可重部署能力,解決地基激光雷達(dá)視野受限的問(wèn)題。本工作涉及三套1.5μm單光子探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)的研發(fā):1、基于多模InGaAs/InP單光子探測(cè)器的氣溶膠和云探測(cè)激光雷達(dá);2、基于超導(dǎo)納米線(xiàn)單光子探測(cè)器的偏振激光雷達(dá);3、無(wú)人機(jī)載偏振激光雷達(dá)。本文的主要工作如下:1.研發(fā)了基于多模InGaAs/InP單光子探測(cè)器的氣溶膠和云探測(cè)激光雷達(dá)。優(yōu)化設(shè)計(jì)了InGaAs/InP單光子探測(cè)器的工作參數(shù);提出了死時(shí)間和后脈沖幾率修正算法,提升了動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍和信噪比。多模探測(cè)器搭配商用150mm 口徑望遠(yuǎn)鏡,實(shí)現(xiàn)了... 

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 激光雷達(dá)簡(jiǎn)介
        1.1.1 激光雷達(dá)和大氣研究
        1.1.2 激光雷達(dá)的發(fā)展簡(jiǎn)介
        1.1.3 激光雷達(dá)基本原理
    1.2 單光子探測(cè)器簡(jiǎn)介
        1.2.1 理想單光子探測(cè)器的參數(shù)
        1.2.2 非光子數(shù)分辨探測(cè)器
        1.2.3 光子數(shù)分辨探測(cè)器(PNR)
        1.2.4 單光子探測(cè)器中的電子學(xué)
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 基于多模InGaAs/InP APD的1.5μm氣溶膠和云激光雷達(dá)
    2.1 氣溶膠和云激光雷達(dá)簡(jiǎn)介
    2.2 基于1.5μm多模InGaAs/InP單光子探測(cè)器的氣溶膠和云激光雷達(dá)
        2.2.1 1.5μm波長(zhǎng)探測(cè)氣溶膠和云的優(yōu)勢(shì)
        2.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 探測(cè)數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)方案
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于SNSPD的1.5μm偏振激光雷達(dá)
    3.1 大氣偏振探測(cè)的意義和手段
        3.1.1 光的偏振簡(jiǎn)介
        3.1.2 退偏振的探測(cè)
        3.1.3 激光雷達(dá)退偏振的原因
    3.2 激光雷達(dá)的退偏振源種類(lèi)
        3.2.1 純分子散射
        3.2.2 氣溶膠散射
        3.2.3 中高層云散射
        3.2.4 水云散射
        3.2.5 冰晶云散射
        3.2.6 混合態(tài)云散射
        3.2.7 降水散射
    3.3 基于超導(dǎo)納米線(xiàn)單光子探測(cè)器的1.5μm偏振激光雷達(dá)
        3.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.3.2 系統(tǒng)校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)處理
        3.3.3 外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析
        3.3.4 小結(jié)
第四章 機(jī)載偏振激光雷達(dá)
    4.1 無(wú)人機(jī)載偏振激光雷達(dá)系統(tǒng)方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 系統(tǒng)方案
        4.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 地面退偏振探測(cè)實(shí)驗(yàn)
    4.3 飛行掃描探測(cè)實(shí)驗(yàn)
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3668470