小型米散射激光雷达：大气监测与沙尘暴预警

"小型米散射激光雷达系统设计 (2007年)，作者：刘君，华灯鑫，李言，徐黎明，西安理工大学机械与精密仪器工程学院" 本文主要探讨了小型米散射激光雷达（Mie Lidar）系统的开发，其目标是探测对流层内的大气气溶胶和卷云的光学特性，以及评估大气水平能见度。作者首先介绍了大气气溶胶探测的基本原理和信号处理技术，这是设计此类雷达系统的基础。气溶胶是指悬浮在大气中的固态或液态微粒，它们对气候、能见度和空气质量有重要影响。 在设计过程中，研究团队采用了二极管激光泵浦的Nd:YAG固体激光器，通过倍频技术将激光波长转换为532纳米，这是一种对大气散射效果显著的波长，适合进行米散射测量。米散射效应允许雷达系统对气溶胶和云层进行远程探测，因为这些粒子尺寸接近激光波长，散射效应强烈。 系统设计完成后，研究人员运用标准大气模型进行了仿真计算，以评估其性能。根据计算结果，该小型雷达系统在探测精度达到10%以内时，白天可探测到的高度为6公里，而在夜晚这一高度可以提高到13公里。这种性能差异主要是由于夜晚大气散射和吸收减少，使得激光能量能够传输更远的距离。 此外，该雷达系统具有人眼安全性和全方位扫描能力，这意味着它可以在不损害人员视力的情况下进行连续、全面的大气监测。因此，它可以广泛应用于城市环境监测，尤其是在工厂区和大型公共场所，提供实时的大气环境数据。同时，由于其对气溶胶的敏感性，该系统也适用于沙尘暴的探测和预警预报，对于防灾减灾具有重要意义。 关键词涉及小型激光雷达、气溶胶、系统设计和信噪比，反映了文章的主要研究内容和技术重点。中图分类号和文献标识码则表明了这篇论文属于自然科学领域，且具有学术价值。 该小型米散射激光雷达系统的设计旨在提升大气监测的精确性和实用性，尤其在探测气溶胶和卷云方面，其应用前景广阔，对于环境保护和灾害预警具有重要的科学和技术价值。