三通道法布里-珀罗标准具：提升测风激光雷达风速测量精度

本文主要探讨了一种专用于瑞利散射多普勒激光雷达的三通道法布里-珀罗（Fabry-Perot, FP）标准具的性能分析。该标准具是通过采用氦氖（He-Ne）激光进行检测的关键组件，其设计旨在提供高精度的测量能力，尤其是在风速测量方面。研究团队通过对标准具中的两个边缘通道进行了干涉图案分析，发现这两个通道的厚度差为74.70±2.24纳米，对应的频谱间隔为5.05±0.07 GHz，这直接影响到雷达的分辨率和稳定性。 此外，标准具中的锁定通道与其中一个边缘通道的厚度差为27.16±1.90纳米，对应的频谱间隔为1.79±0.07 GHz，这表明了标准具内部结构的精细调控对于确保精确测量的重要性。通过数值模拟，研究人员评估了使用具有特定参数的激光器（脉冲能量350 mJ，波长355 nm，重复频率30 Hz）和450 mm口径望远镜的系统性能。结果显示，在0-40公里的高度范围内，利用该标准具作为鉴频器，瑞利散射多普勒激光雷达能够实现径向风速测量的误差小于2.53 m/s，相比于理论设计值2.94 m/s，测量精度提高了约14.1%。 这一改进对于实际应用来说意义重大，因为更小的测量误差意味着更高的测量精度，特别是在气象学和环境监测等领域，风速的准确测量对预测天气模式和理解大气动力学过程至关重要。通过采用这种三通道法布里-珀罗标准具，研究团队不仅提高了风速测量的准确性，还可能为其他依赖于干涉技术的光谱测量设备提供了优化方案。 总结起来，本文的核心内容集中在法布里-珀罗标准具的设计、制造和测试上，以及它如何提升风速测量的精度，尤其是在激光雷达技术中的应用。这对于激光雷达技术的发展以及未来相关设备的优化设计具有重要意义。