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中国科大成功研制单光子频率上转换量子测风激光雷达

时期:2022-12-06 00:18 点击数:
本文摘要:中国科学技术大学教授窦贤康课题组夏海云与中国科学院院士潘建伟课题组张强经过三年的合作,在国际上首次研制了单光子频率上切换量子测风激光雷达,构建了大气边界层气溶胶和风场的昼夜倒数观测,在国际光学期刊《光学学报》(OpticsLetters)和《光学快报》(OpticsExpress)上公开发表了一系列成果。 准确的大气风场观测对数值天气预报、气候模型改良、军事环境预报、生化气体监控、机场风湍流预警等具备重大意义。

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中国科学技术大学教授窦贤康课题组夏海云与中国科学院院士潘建伟课题组张强经过三年的合作,在国际上首次研制了单光子频率上切换量子测风激光雷达,构建了大气边界层气溶胶和风场的昼夜倒数观测,在国际光学期刊《光学学报》(OpticsLetters)和《光学快报》(OpticsExpress)上公开发表了一系列成果。  准确的大气风场观测对数值天气预报、气候模型改良、军事环境预报、生化气体监控、机场风湍流预警等具备重大意义。多普勒测风激光雷达被普遍认为为全球大气风场遥测的最佳方法,也是世界气象组织所列的最不具挑战性的激光雷达之一。

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研究人员通过观测大气气溶胶和风场,不仅能监测大气污染状态、动态找到大气污染源,还能对雾霾的构成和进化展开预报。  激光雷达应用于的首要前提是人眼安全性。2007年,美国国家大气研究中心报导了工作波长1.55微米的人眼安全性的气溶胶激光雷达。

该近红外波长的单个光子的能量仅有为1.2810-19焦耳,而量子测风激光雷达必须观测单个光子6.6710-10的比较多普勒频移,才能构建0.1米/秒精度的径向风速测量。传统观点指出,不能提升激光雷达的出射功率和减小望远镜的面积,才能提升激光雷达观测信噪比。

由于上述激光雷达量子效率较低、噪声低,其升空激光脉冲能量约0.。


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