激光技術(shù)在雷達(dá)方面的應(yīng)用

激光技術(shù)在雷達(dá)方面的應(yīng)用

激光技術(shù)用于檢測(cè)工作主要是利用激光的優(yōu)異特性，將它作為光源，配以相應(yīng)的光電元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它具有精度高、測(cè)量范圍大、檢測(cè)時(shí)間短、非接觸式等優(yōu)點(diǎn)，常用于測(cè)量長(zhǎng)度、位移、速度、振動(dòng)等參數(shù)。當(dāng)測(cè)定對(duì)象物受到激光照射時(shí)，激光的某些特性會(huì)發(fā)生變化，通過測(cè)定其響應(yīng)如強(qiáng)度、速度或種類等，就可以知道測(cè)定物的形狀、物理、化學(xué)特征，以及他們的變化量。響應(yīng)種類有：光、聲、熱，離子，中性粒子等生成物的釋放，以及反射光、透射光、散射光等的振幅、相位、頻率、偏振光方向以及傳播方向等的變化。

    激光雷達(dá)是用于向空中發(fā)射激光束，并對(duì)其散射信號(hào)光進(jìn)行分析與處理，以獲知空氣中的懸浮分子的種類和數(shù)量以及距離，利用短脈沖激光，可以按時(shí)間序列觀測(cè)每個(gè)脈沖所包含的信息，即可獲得對(duì)象物質(zhì)的三維空間分布及其移動(dòng)速度、方向等方面的信息。如果使用皮秒級(jí)的脈沖激光，其空間分辨率可以達(dá)到 10cm以下。激光照射在物體上后，會(huì)發(fā)生散射，按照光子能量是否發(fā)生變化，散射分為彈性散射和非彈性散射兩種類型。彈性散射又有瑞利散射和米氏散射之分。相對(duì)于激光波長(zhǎng)而言，散射體的尺寸非常小時(shí)，稱為瑞利散射；與激光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)纳⑸�，稱之為米氏散射。瑞利散射強(qiáng)度與照射激光波長(zhǎng)的四次方成反比，所以，通過改變波長(zhǎng)的測(cè)量方式就可以和米氏散射區(qū)別開。相應(yīng)地，非彈性散射也有拉曼散射和布里淵散射兩種。拉曼散射是指光遇到原子或分子發(fā)生散射時(shí)，由于散射體的固有振動(dòng)以及回轉(zhuǎn)能和能量的交換，致使散射光的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。拉曼散射所表現(xiàn)出的特征，因組成物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)的不同而不同，因此，將接收的散射光譜進(jìn)行分光，通過光譜分析法可以很容易鑒定分子種類。所以，通過測(cè)量散射光，就可以測(cè)定空氣中是否有亂氣流（米氏散射），以及CO、NO等各種大氣污染物的種類及數(shù)量（拉曼散射）。由此可見，激光雷達(dá)技術(shù)在解決環(huán)境問題方面占據(jù)著舉足輕重的位置。

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