利用纯转动拉曼激光雷达精确反演大气折射率

"纯转动拉曼激光雷达反演低层大气折射率廓线" 这篇科研论文探讨了如何利用纯转动拉曼激光雷达技术来反演低层大气的折射率廓线，以提升光电探测领域的测量精度。大气折射率是影响光电信号传播和探测精度的关键因素，尤其是在气象观测、遥感以及激光通信等领域。传统的测量方法可能存在一定的误差，而本文提出的新型方法通过接收氮气(N2)和氧气(O2)的纯转动拉曼回波信号，采用双光栅单色仪进行分光处理，从而获取高低量子信号。 高低量子信号的比值可以用来反演大气温度和大气压强的垂直分布。这些参数是计算大气折射指数的关键，折射指数是描述光在大气中传播时路径弯曲程度的物理量。作者通过与理论模型对比，证明了这种方法对对流层折射指数的反演具有高精度。结果显示，在7.5公里的高度范围内，一天中不同时刻的最大相对误差约为0.4%，而在4.5公里高度内，不同月份之间的折射指数相对误差可达到3.5%左右。 文章进一步提供了多组折射指数廓线的反演结果，揭示了夜晚不同时间折射指数的变化特性。这些发现对于理解和预测大气光学现象，如光的散射和折射，以及改进气象预报和环境监测具有重要意义。此外，这种基于激光雷达的技术还可能应用于大气湍流研究、激光通信中的信道建模以及大气污染监测等领域。 关键词涵盖了大气光学、激光雷达技术、大气折射率、最小二乘法（用于数据拟合和优化）、大气温度和大气压强。文章的分类号和文献标识码分别表示其在科学文献分类体系中的位置和性质，表明这是一篇关于大气物理学的原创性科研文章。 总结来说，这篇论文介绍了一种利用纯转动拉曼激光雷达反演低层大气折射率的新方法，其精度较高，有助于提高光电测量的精确度，为大气科学研究和实际应用提供了有价值的工具和理论支持。