激光技術(shù)在雷達方面的應用

激光技術(shù)用于檢測工作主要是利用激光的優(yōu)異特性，將它作為光源，配以相應的光電元件來(lái)實(shí)現的。它具有精度高、測量范圍大、檢測時(shí)間短、非接觸式等優(yōu)點(diǎn)，常用于測量長(cháng)度、位移、速度、振動(dòng)等參數。當測定對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(guò)測定其響應如強度、速度或種類(lèi)等，就可以知道測定物的形狀、物理、化學(xué)特征，以及他們的變化量。響應種類(lèi)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。

    激光雷達是用于向空中發(fā)射激光束，并對其散射信號光進(jìn)行分析與處理，以獲知空氣中的懸浮分子的種類(lèi)和數量以及距離，利用短脈沖激光，可以按時(shí)間序列觀(guān)測每個(gè)脈沖所包含的信息，即可獲得對象物質(zhì)的三維空間分布及其移動(dòng)速度、方向等方面的信息。如果使用皮秒級的脈沖激光，其空間分辨率可以達到 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(lèi)型。彈性散射又有瑞利散射和米氏散射之分。相對于激光波長(cháng)而言，散射體的尺寸非常小時(shí)，稱(chēng)為瑞利散射；與激光波長(cháng)相當的散射，稱(chēng)之為米氏散射。瑞利散射強度與照射激光波長(cháng)的四次方成反比，所以，通過(guò)改變波長(cháng)的測量方式就可以和米氏散射區別開(kāi)。相應地，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)以及回轉能和能量的交換，致使散射光的頻率發(fā)生變化的現象。拉曼散射所表現出的特征，因組成物質(zhì)的分子結構的不同而不同，因此，將接收的散射光譜進(jìn)行分光，通過(guò)光譜分析法可以很容易鑒定分子種類(lèi)。所以，通過(guò)測量散射光，就可以測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(lèi)及數量（拉曼散射）。由此可見(jiàn)，激光雷達技術(shù)在解決環(huán)境問(wèn)題方面占據著(zhù)舉足輕重的位置。

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