基于Mach-Zehnder干涉儀測風激光雷達技術研究.pdf

1、大氣風場的探測不僅是目前最具意義與挑戰(zhàn)性的氣象觀測任務之一，也是國內外學者在大氣科學方面的探究熱點。大氣風場的預測和探測能力的提高，不僅對科學技術的發(fā)展有重大意義，而且將直接有利于提高人類的生存和生活質量。
　　論文以激光雷達大氣風場探測的理論研究為基礎，分析了Mach-Zehnder(M-Z)干涉儀激光雷達的探測原理及其鑒頻方法;優(yōu)化設計了一套基于M-Z干涉儀的測風激光雷達系統(tǒng)，詳細討論了M-Z干涉儀各個參數(shù)對鑒頻效果的影響。理

2、論推導了雙通道(DMZ) M-Z干涉儀風速反演公式與測量誤差，重點討論了后向散射系數(shù)與大氣溫度對測風誤差的影響與修正，并與常用的雙邊緣FP(DFP)鑒頻方法分析對比，給出了在最佳的參數(shù)條件下DFP、DMZ各通道輸出信號、響應函數(shù)與相對于理想鑒頻器的風速測量誤差。并利用光學軟件ZEMAX，模擬仿真了DMZ系統(tǒng)，從而驗證了測風激光雷達DMZ干涉儀鑒頻的可行性。另外，設計了四通道M-Z(QMZ)干涉儀測風系統(tǒng)，并與DMZ，DFP對比。

3、　　論文探討了采用光纖干涉儀測風鑒頻的設計方案，利用耦合模與傳輸矩陣理論分析了M-Z光纖干涉儀的性能參數(shù)。并首次提出采用光纖諧振環(huán)作為測風鑒頻系統(tǒng)，討論了雙耦合器光纖諧振環(huán)的性能參數(shù)，理論分析了基于雙耦合器光纖諧振環(huán)單邊緣測風技術的可行性與優(yōu)點。
　　最后，基于面向對象編程方法，在Visual C++環(huán)境下完成了測風激光雷達系統(tǒng)軟件的設計，包括三維掃描控制、同軸調節(jié)、鎖頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)預處理等模塊。探討了基于雙緩沖模式的數(shù)據(jù)