微片激光器在气象雷达领域的应用
将微片激光的先进技术与气象雷达的需求相结合,不仅能更好地满足了我们对天气的深入研究,也为我们对未来的天气预报提供了新的可能。
随微片激光器的不断发展,其紧凑的结构、高的稳定性、低的功耗等优良的工作特性,正在对改造和发展新一代的气象雷达等具有重要的技术作用。采用其独特的成像技术手段,这类的激光器尤其地为米散射的雷达(尤其是微脉冲的雷达)系统的发展开辟了大气的全新的探测技术路径。
基于其极具特色的微片激光器的核心优势即其微型化的设计,使得其典型的尺寸仅数厘米,可直接集成于雷达系统内部,对雷达的可靠性、可维护性等都具有了极大的保障同时也大大降低了雷达的成本。通过其所具有的532nm或1064nm的工作波长,尤其能与大气中的各类气溶胶的微小的粒子产生强烈的米散射效应,从而使得其探测的灵敏度都得到了较大的提升。相比传统的激光雷达,通过采用了微片的激光器的系统不仅体积可缩减60%以上,更重要的是将功耗降低了40%,尤其对机载、船载等移动的平台的部署都具有十分重要的意义。凭借对2024年南极的科考任务的深入研发,如搭载微片激光器的偏振微脉冲雷达的成功的实现了对15km的范围内的气溶胶的连续的观测等一系列的科学探索成果,充分地展现了该技术的巨大的应用前景和深远的科学意义。
凭借对云的云物理的深入研究,微片激光器的雷达技术就能精准的将云的垂直的层次结构都给我们所识别出来。通过对云底高度、云顶的温度等一系列的参数的综合分析就可对强对流天气的发展态势作出较好的预测。基于对新疆温泉县2024年11月部署的那一套微波激光的复合雷达系统的深入的运用,将微片的激光技术巧妙的融合了对云层和气溶胶的同步的观测,已将其空间的分辨率推到50米的级别。
对微片激光器的技术的不断深入之际,其虽然仍然存在峰值功率的相对较低的短板,但却通过对其多模块的阵列集成的技术,其探测的最大距离正逐步的扩展至20km的范围。
北京杏林睿光的MCA-R激光器多种参数的可调性,不仅满足了目前的气象雷达的技术指标的需求,也为将来更高的技术指标的气象雷达的发展提供了可靠的技术基础。半导体的泵浦技术不断的成熟同时,未来微片的激光雷达不仅能更准的在台风的眼子中将其定位的更加的准确的还能更好的将沙尘暴的溯源等极端的天气的监测中都将发挥更大的作用。
基于此类设备的广泛普及,不仅能大大降低了我国的气象雷达网络的部署的成本,而且将推动我国的立体观测体系的构建一大步的向前。
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