工作中的車載鈉層測風測溫激光雷達

2010年12月28日至30日，中國科學院空間科學與應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測溫激光雷達進行了觀測，成功獲得了中間層頂區(qū)域約80-105km高度大氣三維風場、溫度及鈉原子數(shù)密度等參數(shù)。這標志著世界首臺車載鈉層測風測溫激光雷達研制成功。

鈉層測風測溫激光雷達是用于觀測中間層頂區(qū)域大氣風場、溫度以及鈉原子數(shù)密度的先進地基設備，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的多普勒頻移和展寬，得到風速和溫度信息。整個激光雷達主要由發(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、激光頻率穩(wěn)定技術、激光頻率調(diào)制技術、脈沖激光放大技術、車載平臺技術等關鍵技術，于2009年10月中旬在實驗室首次接收到了來自中間層頂區(qū)域鈉層的熒光信號；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，車載鈉層測風測溫激光雷達同時向三個方向發(fā)射激光，并使用三臺1m口徑的望遠鏡分別同時接收熒光信號，成功獲得了大氣三維風場與溫度。

這次試驗是國際上首臺車載鈉層測風測溫激光雷達研制成功的標志性事件，對于臨近空間環(huán)境探測技術和研究領域具有重要的意義。