Лидары

    Многоволновый аэрозольный лидар

    Аэрозоль является одной из основных составляющих атмосферы влияющей на радиационный баланс Земли. Разработанный в ЦФП ИОФ РАН многоволновый лидар позволяет дистанционно определять основные микрофизические параметры аэрозоля.

    Лидар позволяет определять:

      средний размер аэрозоля,
      числовую, поверхностную и объемную концентрации,
      оптическую толщину,
      комплексный показатель преломления,
      коэффициент деполяризации,
      содержание водяного пара.

    Структура лидара

    Лидар PL 200 включает излучатель, коллиматор лазерного пучка, приемный телескоп, анализатор спектра и регистрирующую электронику.

    Структурная схема лидара.

    Излучатель. Источником излучения является Nd:YAG лазер с генератором третьей гармоники. Основные параметры лазера:

      Энергия на длине волны 355 нм: 70 мДж
      Частота повторения: 25 Гц
      Расходимость пучка: < 1 мрад

    Коллиматор. Внеосевой параболический коллиматор с диэлектрическими покрытиями и коэффициентом увеличения 5 предназначен для одновременного телескопирования излучаемых длин волн (1064, 532, 355 нм).

    Приемный телескоп. В лидаре используется телескоп Ньютона с апертурой 300 мм. Главное зеркало является параболическим с фокальным расстоянием 970 мм.

    Анализатор спектра. Компоненты рассеянного излучения разделяются в анализаторе спектра дихроичными зеркалами. Конструкция анализатора является модульной, что позволяет реализовывать любое необходимое в эксперименте количество измерительных каналов. Базовая конфигурация анализатора представлена на рисунке. Она позволяет регистрировать сигналы упругого рассеяния на длинах волн 355, 532, 1064 нм; рамановские сигналы рассеяния азота на длинах волн 387, 608 нм и рамановский сигнал рассеяния водяного пара (408 нм). Поляризационный куб разделяет компоненты рассеянного излучения на длине волны 355 нм с ориентацией поляризации параллельной и перпендикулярной по отношению к исходному излучению.

    Оптические сигналы регистрируются ФЭУ Hamamatsu R7400. Для измерений на длине волны 1064 нм используется лавинный кремниевый фотодиод с диаметром приемной площадки 3 мм.

    Регистрирующая электроника. ФЭУ измеряющие оптический сигнал могут использоваться как в аналоговом режиме, так и в режиме счета фотонов. Стандартный блок электроники включает:

      АЦП: 4 канала, 14 бит, 60 МГц
      Счетчик: 8 каналов, 120 МГц

    Оптическая схема анализатора спектра.