近红外气溶胶散射探测技术：双通道Fabry-Perot滤波器应用

"这篇论文是关于气溶胶在近红外波段散射特性的精细探测技术的研究，由狄慧鸽、华灯鑫等人撰写。文章介绍了一种采用双通道Fabry-Perot(F-P)标准具的高光谱滤波技术，旨在精确提取瑞利散射信号，并抑制米散射信号。通过对F-P滤波器的设计和理论计算，发现当中心频谱相对激光频谱偏移0.6GHz，带宽为250MHz时，米散射信号的抑制率可达43dB。此外，还设计了一个近红外高光谱激光雷达系统，并通过仿真计算验证了该系统在探测气溶胶高光谱特性方面的可行性和准确性，尤其是在探测距离小于5Km时，系统具有良好的信噪比和低误差率。关键词包括遥感、激光雷达、气溶胶、高光谱和Fabry-Perot标准具。" 本文详细探讨了在近红外波段探测气溶胶散射特性的技术挑战和解决方案。作者提出了一种创新的方法，即利用双通道Fabry-Perot(F-P)标准具的高光谱滤波技术，目的是在1064nm波长下精确探测瑞利散射，这是气溶胶特性的重要组成部分。瑞利散射是指空气中的微粒对入射光产生的散射现象，通常发生在较小粒子如气溶胶的情况下。然而，在实际探测中，瑞利散射信号常常被较强的米散射信号所掩盖，米散射是由较大粒子引起的散射。 论文中提到的双通道F-P滤波器设计，其目的是有效抑制米散射信号，提高瑞利散射信号的检测精度。通过理论计算，确定了滤波器的最佳参数，即中心频谱偏移0.6GHz，带宽为250MHz，可以实现对米散射信号的显著抑制，达到约43dB的抑制率。 接下来，作者构建了一个近红外高光谱激光雷达系统，该系统能够模拟不同高度的气溶胶模型和美国标准大气模型，以评估其高光谱探测性能。通过仿真计算，得出激光雷达在不同高度上接收瑞利散射光子的数量，同时分析了探测信噪比和测试误差。结果显示，在探测距离小于5Km时，系统的信噪比大于10，表明系统具有良好的信号质量，而且系统误差小于10%，这进一步证实了在近红外波段进行气溶胶高光谱探测的实用性和科学性。 这项研究对于理解和监测大气中的气溶胶分布、改善气候模型以及环境科学研究具有重要意义。通过高光谱技术，可以获取更丰富的气溶胶信息，有助于提升大气污染监测、气候变化研究以及地球系统科学的整体水平。