李虎
- 作品数：10 被引量：7H指数：2
- 供职机构：中国科学院上海技术物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信天文地球理学机械工程更多>>
- 激光掩星探测大气水汽的阿贝尔变换
- 2020年
- 对流层顶-平流层下区域(UTLS)的水汽分子密度对于研究全球变化、大气物质能量交换具有十分重要的意义,激光掩星技术可能是一种探测该区域水汽的有效手段。掩星对于大气探测的核心思想源于阿贝尔(Abel)变换。GPS掩星的阿贝尔积分变换表达的是连线的折射角与切点处折射率之间的关系,而与GPS掩星的阿贝尔积分变换不同的是,激光掩星的阿贝尔积分变换建立的是全路径大气光学厚度与切点处大气消光系数之间的关系。从光线的程函方程出发,通过变量替换、坐标置换,从而建立起大气光学厚度与大气消光系数之间的关系。由于光在切点处大气的消光系数和该处大气的水汽浓度成正比,因此分别在微卫星和微卫星之间发射、接收0.935μm掩星激光脉冲,连接两者之间的光束穿过大气层,计算积分路径上其水汽双波长差分光学厚度,由阿贝尔积分变换反演即可获得光束路径切点处水汽浓度。随着掩星连线的上下移动,连线切点高度随着卫星相向或背向而行而变化形成水汽浓度廓线。由于激光束发散角小,因此由激光掩星方法获得的水汽廓线高程精度高,水汽的吸收消光可以直接得到水汽的分子密度,优于GPS掩星的相位延迟间接方法,可以更直接精确地探测大气对流层顶-平流层下区域的水汽分子密度。此外,研究表明激光掩星方法的光谱分辨率优于太阳掩星方法的光谱分辨率。
- 洪光烈李虎王建宇王建宇孔伟
- 关键词：阿贝尔变换水汽浓度
- 激光掩星探测大气温压反演方法的仿真分析
- 2021年
- 针对激光掩星探测对流层中上层到平流层下层高度范围内大气温度和压强的反演方法,进行了研究和仿真分析。选择对温度不敏感而对压强敏感的吸收线,利用吸收系数与吸收截面和压强的关系,通过迭代方式求解得到压强。选择弱吸收峰附近的吸收线,利用吸收系数与压强和温度的关系,根据反演得到的压强值通过迭代方式求解得到温度。为减小大气中其他气体吸收以及大气散射等消光因素对反演结果的影响,仿真过程采用差分波长的方法,在氧气A吸收带内,选取合适的吸收线,利用激光掩星差分透过率数据由Abel积分反变换反演得到各个激光轨迹切点高度处的差分吸收系数廓线,然后利用差分吸收系数反演各个切点高度处的压强和温度。仿真结果显示:压强反演误差主要受差分吸收系数反演误差的影响,随高度下降呈不断增大的趋势,最大误差约为6%;根据反演得到的压强值对温度进行反演,温度反演误差主要受压强和差分吸收系数反演误差的影响;两种影响部分抵消,最大温度反演误差在5 km高度附近约为1.5 K。建立误差模型进行分析,对反演误差中出现的一些变化趋势和影响因素进行解释。在去除差分吸收系数反演误差的条件下,对压强和温度进行1次循环求解,得到压强最大反演误差约为0.3%,温度最大反演误差约为1 K,将该条件下温度和压强的反演误差与有差分吸收系数反演误差时的反演误差进行对比,证实了减小差分吸收系数反演误差的重要性。
- 李虎王建宇王建宇王一楠
- 关键词：大气光学迭代法误差分析
- 0.94μm差分吸收激光雷达地基工作的进展被引量：2
- 2019年
- 为了更好地探测对流层大气水汽的垂直廓线,对已经建立的935 nm差分吸收激光雷达进行了部分改进。采取双通道接收的措施,近场通道望远镜同时也是发射激光的扩束器,近场通道采用偏振分束器加四分之一波片的方式隔离发射光和回波光,远场通道(主通道)采用平行旁轴的卡塞格林望远镜,从而减小激光雷达近地面盲区;发射机的双波长挪到936.0~936.5 nm之间,增加了注入种子激光的功率,提高发射光谱纯度,从而提高探测精度。探测范围从600~2000 m,延展到250~3000 m,随机误差5%。
- 洪光烈李嘉唐王建宇李虎李虎孔伟
- 关键词：差分吸收激光雷达后向散射
- 一种超表面偏振调控器
- 本发明公开了一种超表面偏振调控器件。该器件由五层结构组成，顶层和底层为周期金属微结构层，中间层为金属薄膜层，顶层、底层与中间金属层由绝缘介质层隔开。器件工作在近红外波段，体系的整体厚度远小于工作波长；对于正入射的电磁波，...
- 郝加明李虎李志伟许昊俞伟伟杨名戴宁
- 文献传递
- 激光掩星探测大气UTLS温度和水汽的方法及仿真被引量：1
- 2022年
- 以高精度和高垂直分辨率探测大气区间对流层顶—平流层底UTLS(Upper Troposphere/Lower Stratosphere,5—35 km)的温度和水汽廓线是提高大气条件变化监测水平的关键,而利用激光掩星方法同时探测温度和水汽则是对现有探测技术的重要补充。本文研究了激光掩星协同探测和反演温度和水汽分子数密度的方法,其中重点研究了双吸收波长近红外激光反演温度的方法,具体为从近红外波段氧气吸收光谱中,选择2个不同跃迁能级对应的特征吸收峰,在每个吸收峰附近各选出1个吸收线,利用2个吸收线对应的双吸收波长激光以及参考线对应波长激光进行掩星探测,进而由探测数据反演出温度。整个温度和水汽协同反演步骤是先反演温度廓线,然后由温度廓线以及5 km参考高度处的压强先验值计算得到压强廓线,最后在温度和压强廓线基础上,结合水汽单吸收波长和参考波长激光掩星数据,反演得到水汽分子数密度廓线。此外,本文对探测和反演过程进行了模拟仿真,通过在近红外波段选择合适的氧气吸收波长和水汽吸收波长,模拟得到掩星透过率数据,以此反演得到温度和水汽分子数密度廓线。并通过对整个过程的分析,明确了反演过程中的误差项及其传递关系,结合数值仿真结果,说明了各个误差项的影响大小。结果显示,在UTLS区间内,温度反演误差总体小于1.05 K,水汽分子数密度反演误差总体小于4%,该误差范围说明了温度和水汽协同反演方法的可行性。
- 李虎王建宇王建宇
- 关键词：大气温度大气水汽
- 一种超表面偏振调控器
- 本发明公开了一种超表面偏振调控器件。该器件由五层结构组成，顶层和底层为周期金属微结构层，中间层为金属薄膜层，顶层、底层与中间金属层由绝缘介质层隔开。器件工作在近红外波段，体系的整体厚度远小于工作波长；对于正入射的电磁波，...
- 郝加明李虎李志伟许昊俞伟伟杨名戴宁
- 文献传递
- 一种基于腔内晶体锁定参量振荡器谐振腔腔长的结构
- 本发明公开了一种基于腔内晶体锁定参量振荡器谐振腔腔长的结构。该结构包括六片反射镜，两块KTP晶体和一块RTP晶体，一台泵浦激光器，一个OPO种子光源、一个逻辑电路，一个差分电压转换电路，一个光探测器和一个光阑。该结构能够...
- 洪光烈李虎
- 文献传递
- 激光掩星探测大气水汽混合比的数值模拟被引量：2
- 2020年
- 在低轨道空间站和伴飞卫星上分别安置激光发射机和接收机,同时发射和接收935nm短波红外水汽探测激光束脉冲对和765nm(位于氧气的A吸收带)近红外激光束脉冲对。935nm波段激光脉冲的一个探测波长对水汽的吸收较强,另一个参考波长对水汽的吸收相对较弱;765nm波段激光脉冲的一个波长对氧气的吸收较强和另一个波长对氧气的吸收较弱。光连线全程的双波长差分光学厚度和连线切点处的差分消光系数之间存在Abel变换关系。基于Abel积分变换,利用理想气体状态定律和大气准静态方程,用大气模式作为初值条件,进行数值计算。765nm波长对用来反演大气的压强和温度,935nm波长对用来反演大气水汽的密度。获得的水汽廓线分布的仿真结果以及误差分布表明,激光掩星具有探测对流层上-平流层下这一高度(5~14km)的水汽含量的潜力。
- 洪光烈李虎王一楠李家唐陈少杰
- 关键词：大气光学ABEL变换
- 地基差分吸收激光雷达垂直探测大气压力初步实验被引量：3
- 2020年
- 大气压力是最重要的气象要素之一。为了实现空间激光遥感大气压力,需要先进行必要的地基激光雷达探测实验研究。以单纵模Nd:YAG激光器的二倍频532 nm激光脉冲作为泵浦源,以KTP(KTiOPO4)晶体作为非线性转换介质的光参量振荡器和光参量放大器,产生了760.236 nm和760.307 nm波长的两种激光脉冲,脉冲能量为40 mJ,采用?350 mm望远镜接收大气的后向散射,从而获得了不同高度处与激光雷达之间双波长的差分光学厚度。有效探测高度为500~4000 m,时间分辨率为1~5 min。实验结果表明,差分光学厚度对应着大气层不同高度处与激光雷达间的压力差,其对应关系的数值表达是可以期待的。
- 洪光烈王钦王建宇王建宇孔伟李虎
- 关键词：遥感遥感器差分吸收激光雷达光参量振荡器光参量放大器大气压力
- 超表面偏振调控器
- 本专利公开了一种超表面偏振调控器件。该器件由五层结构组成，顶层和底层为周期金属微结构层，中间层为金属薄膜层，顶层、底层与中间金属层由绝缘介质层隔开。器件工作在近红外波段，体系的整体厚度远小于工作波长；对于正入射的电磁波，...
- 郝加明李虎李志伟许昊俞伟伟杨名戴宁
- 文献传递
