重污染过程的差分吸收激光雷达监测

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基于差分吸收激光雷达反演了气溶胶消光系数、边界层高度以及臭氧的质量浓度,通过大气温度廓线、地面气象要素和空气质量数据以及后向轨迹和海军气溶胶分析与预测系统分析了望都县的一次重污染过程.实验结果表明,观测期间望都县处于东亚大槽系统的控制下,近地面层100~200 m内一直存在逆温层.颗粒物污染严重时,地面相对湿度较高、风速较小,高空有弱下沉气流,这有利于颗粒物的吸湿增长和长时间聚集;且边界层的高度始终较低,不利于污染物的扩散.此外,边界层高度与颗粒物质量浓度没有明显的相关性,但与能见度呈负相关,相关系数为--0.344.臭氧的质量浓度与气温和能见度呈正相关,与相对湿度、边界层高度和风速呈负相关.本地的静稳天气以及外地污染源传输是造成本次望都县空气污染的主要原因.
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回顾总结了各种线宽检测方法,介绍了这些方法的发展过程、原理和所需的实验器材.根据原理的不同,将线宽测量方法分成了基于信号功率谱和基于相位噪声两大类,分析了各种方法中线宽测量精度的限制因素,总结了各种方法在操作时的注意事项,对这些方法的优缺点和对应检测范围进行了全面梳理.根据不同激光器的性能参数和实验条件,推荐了合适的线宽检测方法.最后,在实际应用方面,针对可应用于窄线宽可调谐激光器(广泛应用于相干通信)的线宽测量方法,进行了较为详细的分析与讨论.
为了获得优异的慢光性能,设计一种在逆时针旋转45°的完整正方晶格的中心行及与其相邻的第二行引入非本征缺陷棒的光子晶体波导(PCW).引入的连续腔作为电磁能量的存储器和光速减速器,用于PCW中的慢光传输,也适用于光通信、光计算和光信号处理领域.采用平面波展开法研究所提结构的慢光传输特性,分析了结构参数对慢光性能的影响,最终在归一化延迟带宽积(NDBP)达0.40的情况下,带宽达到23.37 nm.所提结构的设计方法为进一步提升具有高带宽和高NDBP慢光的存储容量提供了重要的理论依据.
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利用两个相位调制器、两个环形器、一个电光调制器等可使光在上下两路高非线性光纤中发生受激布里渊散射,构成双对称受激布里渊散射效应的瞬时微波频率测量系统.利用系统输出光功率比与待测微波信号之间一一对应的关系,建立幅度比较函数,实现微波频率测量.理论分析结果表明,通过调节高非线性光纤的线中心增益系数差值和布里渊频移差值,可以改变微波频率的测量范围和测量误差;当线中心增益系数差值为30、布里渊频移差值为2 GHz时,频率测量范围为0~18 GHz,测量误差小于52 MHz;当线中心增益系数差值为30,布里渊频移差
针对多环境因子对大气能见度的影响,提出了一种在自然环境多因子背景下的量子卫星通信纠缠波分接入策略.当每对地面通信站分配量子密钥时,它们会通过量子卫星形成不同波长的纠缠对,并根据不同波长的量子纠缠,将众多地面通信站接入同一颗卫星.仿真结果表明,在大气湿度和雾霾粒子浓度相同的情况下,采用纠缠波分接入技术,可使系统的信道容量增大,量子误码率从3.3415×10-3减小到2.243×10-3,由大气能见度的影响所导致的误码率的增幅减小.由此可见,在环境多因子背景下的纠缠波分接入策略对量子卫星通信性能有明显的改善.
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为了提高激光干涉测量法的抗干扰能力,提出幅度调制激光干涉测量法.使用可调谐半导体激光器的高频调谐特性对激光信号进行幅度调制,通过水表面反射光与参考光的干涉来获取水下声场的信息,采用锁相放大解调制法实现激光干涉水下声信号的准确反演.对幅度调制激光干涉水下声信号特征进行模拟,搭建基于光纤耦合式的激光干涉水声测试系统,采用10 kHz的调制频率驱动中心波长为1405 nm的尾纤输出可调谐半导体激光器,并对水下声信号进行测量.结果 表明,所提方法能够有效提取水下不同频率和不同强度声信号的振动特征,在频率为2 Hz
为了解决太阳模拟器辐照均匀度普遍较低的问题,根据太阳模拟器的工作原理,建立了变系数椭球聚光系统.通过将传统椭球面方程进行泰勒展开后得到高阶方程,再通过演变得到了一种变系数的椭球面方程.通过调整变系数椭球面方程的系数,得到最佳的变系数椭球面方程.通过MATLAB分别仿真变系数椭球镜和传统椭球镜的第二焦面处的能量,将两者进行对比.使用LIGHTTOOLS软件仿真传统椭球镜和变系数的椭球聚光镜光学系统.仿真结果表明:变系数椭球镜第二焦面的均匀度比传统椭球镜的好,变系数椭球镜的辐照面均匀度要比传统椭球镜的辐照面均
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