激光与红外

作者：洪光烈

单位：1.中国科学院大学,北京 100084；2.中层大气和全球环境探测重点实验室,中国科学院大气物理研究所,北京 100029；3.中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083；

关键词：大气温度廓线;马赫曾德干涉仪;干涉对比度;激光雷达

基金：中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境监测重点实验室开放基金项目(No.LAGEO220207)；国防科学技术大学脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金项目(No.SKL2016KF07)资助。

大气温度廓线遥感的随机误差从2 K下降到1 K,垂直分辨率从2km减小至1km(对流层小到500m以下,边界层250m),一直是世界气象组织的期望。马赫-曾德干涉仪是表征光相干性的有效装置。通过检测马赫-曾德干涉仪四个通道的干涉信号,获取大气分子对激光束的Rayleigh Brillouin后向散射的干涉对比度(相干度),此干涉对比度与大气Rayleigh Brillouin后向散射谱的宽度相关,大气Rayleigh Brillouin后向散射的谱宽又与大气分子无规则热运动平均速率成正比,大气分子无规则热运动平均速率与该处后向散射处大气的温度直接相关；接收来自不同高度的大气散射回波,分别得到不同高度处大气分子Rayleigh Brillouin后向散射的干涉对比度,可以形成对流层大气温度垂直廓线。这一问题的解决和技术实施,将为大气温度遥感精度(随机误差1 K)、垂直分辨率(500m以下)、水平分辨率(50km)的改进,提供一条具有潜力的途径。

来源：2025年第9期

《激光与红外》期刊编辑部

查看激光与红外杂志2025年第9期