全光纤分光转动拉曼测温激光雷达探测性能优化研究

"全光纤分光转动拉曼测温激光雷达探测性能优化 (2014年) - 李仕春, 华灯鑫, 宋跃辉, 石晓菁, 乐静 - 西安理工大学机械与精密仪器工程学院" 文章编号1006-4710(2014)04-0392-05的这篇论文详细探讨了如何通过光纤Bragg光栅的耦合模理论和转动拉曼激光雷达的温度反演算法来提升全光纤分光转动拉曼测温激光雷达系统的探测性能。作者以光纤Bragg光栅的高斯型谱作为基础，建立了一个参数优化模型，该模型以1.5公里高度的大气温度的统计误差为优化目标，进行了仿真分析。 在模型构建过程中，研究人员发现光纤Bragg光栅的中心波长和半峰值带宽对系统性能有显著影响。通过仿真，他们确定了这些参数的最优值，以减少测量误差。此外，考虑到使均匀光纤Bragg光栅的光谱旁瓣与大气分子纯转动拉曼谱线匹配的重要性，他们对光栅的Bragg波长、平均折射率变化以及光栅长度等结构参数进行了局部优化。这一步骤有助于构建更为精确的光纤Bragg光栅加工系统，并为初始加工参数设定提供了依据。 结合望远镜耦合效率的仿真结果，论文深入分析了全光纤分光转动拉曼激光雷达的探测性能。研究表明，在1.5公里的高度，该系统可以实现1.3K的统计温度误差，显示出较高的温度测量精度。 关键词包括转动拉曼激光雷达、全光纤分光系统、光纤Bragg光栅以及探测性能。根据中图分类号，这篇论文涉及的技术领域包括TN958.98（光学遥感技术）、TP722.4（激光技术）以及P407.5（气象物理学）。 这篇研究对于理解光纤Bragg光栅在高精度温度探测中的应用，以及如何优化此类激光雷达系统以提升其在大气监测和气象研究中的性能具有重要意义。通过这种方式，科研人员能够更好地设计和改进激光雷达设备，以获取更准确的大气温度数据。