王骏 崔萌 陆红 汪丽 闫庆 刘晶晶 华灯鑫

(西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安710048)

基于固体腔扫描法布里-珀罗干涉仪的大气温度绝对探测方法研究∗

王骏 崔萌 陆红 汪丽 闫庆 刘晶晶 华灯鑫†

(西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安710048)

(2016年12月5日收到;2017年1月21日收到修改稿)

大气温度是描述大气状态的重要基本特征参量之一.目前,基于Rayleigh散射的大气温度探测方法多应用于大气温度的相对探测,即温度反演时需要响应函数和校准程序.本文提出了利用固体腔扫描式法布里-珀罗干涉仪进行大气Rayleigh散射谱型的精细探测方法和残余米散射信号的抑制方法.根据Rayleigh散射谱特点,针对固体腔扫描式法布里-珀罗干涉仪的自由光谱区、固体腔几何长度、腔体介质类型、半高全宽、腔体反射率、扫描间隔等参数进行了优化设计.利用优化参数的固体腔扫描式法布里-珀罗干涉仪获取Rayleigh散射谱上离散点信息,并采用多项式插值方法获得拟合谱型,与根据标准大气模型和S6模型获得的理论谱型进行比对,大气温度探测不确定度小于0.8 K.当信噪比为10时,白天与夜晚的探测距离分别为4.5和7.9 km.该方法可实现大气温度廓线的全天时和高精度绝对探测,并对同类高光谱激光雷达分光系统研究具有借鉴意义,为我国高光谱激光雷达陆基及星载应用提供了一套可行的分光系统解决方案.

大气温度,瑞利散射光谱,高光谱激光雷达,固体腔扫描法布里……