工作中的車載鈉層測風(fēng)測溫激光雷達(dá)

2010年12月28日至30日，中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心臨近空間環(huán)境研究室自主研制的車載鈉層測風(fēng)測溫激光雷達(dá)進(jìn)行了觀測，成功獲得了中間層頂區(qū)域約80-105km高度大氣三維風(fēng)場、溫度及鈉原子數(shù)密度等參數(shù)。這標(biāo)志著世界首臺(tái)車載鈉層測風(fēng)測溫激光雷達(dá)研制成功。

鈉層測風(fēng)測溫激光雷達(dá)是用于觀測中間層頂區(qū)域大氣風(fēng)場、溫度以及鈉原子數(shù)密度的先進(jìn)地基設(shè)備，對于觀測與研究臨近空間大氣環(huán)境具有重要的意義。該激光雷達(dá)發(fā)射窄線寬589nm激光照射中間層頂區(qū)域的鈉原子層，使其產(chǎn)生熒光，通過測量分析熒光信號(hào)的多普勒頻移和展寬，得到風(fēng)速和溫度信息。整個(gè)激光雷達(dá)主要由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)等組成。

中科院空間中心臨近空間環(huán)境研究室先后突破了鈉原子飽和熒光光譜技術(shù)、激光頻率穩(wěn)定技術(shù)、激光頻率調(diào)制技術(shù)、脈沖激光放大技術(shù)、車載平臺(tái)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，于2009年10月中旬在實(shí)驗(yàn)室首次接收到了來自中間層頂區(qū)域鈉層的熒光信號(hào)；2010年12月在中科院空間中心廊坊臨近空間環(huán)境野外綜合觀測站完成了車載系統(tǒng)的安裝與調(diào)試；12月28日，車載鈉層測風(fēng)測溫激光雷達(dá)同時(shí)向三個(gè)方向發(fā)射激光，并使用三臺(tái)1m口徑的望遠(yuǎn)鏡分別同時(shí)接收熒光信號(hào)，成功獲得了大氣三維風(fēng)場與溫度。

這次試驗(yàn)是國際上首臺(tái)車載鈉層測風(fēng)測溫激光雷達(dá)研制成功的標(biāo)志性事件，對于臨近空間環(huán)境探測技術(shù)和研究領(lǐng)域具有重要的意義。