Лазерный мир

Маричев В.Н., Бочковский Д.А. // Теоретические и прикладные аспекты современной науки : сборник научных трудов по материалам V Международной научно-практической конференции 30 ноября 2014 г.: в 6 ч., 2014. – Часть III. –
с: 218-223

В работе проведено исследование лидарных измерений температуры из космоса методом упругого молекулярного рассеяния света. Произведен расчет погрешностей лидарных измерений температуры. В качестве передатчика лидара был взят твердотельный Nd: YAG – лазер с излучением на 3 и 4 гармониках с длинами волн 353 и 266 нм. Результаты анализа показали большую эффективность зондирования в УФ-диапазоне на длине волны 353 нм.

Исследование принципиальных возможностей измерений температурных полей в стратосфере из космоса.

Ранее нами в работах [3, 4] при моделировании лидарных измерений плотности атмосферы из космоса было показано, что использование в лидарах лазеров ультрафиолетового диапазона длин волн более эффективно по сравнению с лазерами видимого диапазона. УФ-диапазон интересен тем, что в нем происходит более сильное взаимодействие излучения с молекулярной атмосферой как рассеивающей средой пропорционально четвертой степени отношения длин видимой и ультрафиолетовой длин волн. Для выбранных длин волн – это третья и четвертая гармоника Nd:YAG –лазера 355 и 266нм усиление взаимодействия, в данном случае рассеяния, будет в 5.04 и 16 раз больше по сравнению с 532нм. Следовательно, во столько же раз будут больше лидарные сигналы (сигналы обратнорассеянного света). Но вместе с тем нужно учитывать, что и молекулярное ослабление лидарных сигналов УФ-диапазоне за счет молекулярного рассеяния будет больше, а для излучения на длине волны 266нм будет сказываться также поглощение озоном.

Из сравнения расчетных результатов моделирования лидарных измерений температуры из космоса выпускаемыми лазерными источниками УФ-диапазона 355нм и 266нм к применению подходит только лазер, работающий на длине волны 355нм. Использование в лидаре лазера с длиной волны 266нм невозможно из-за влияния поглощения излучения озоном. Учесть его нельзя, поскольку озон – это газовая компонента с реальной пространственно-временной изменчивостью. Последняя при расчете температуры по лидарным сигналам приводит к ее ложным отклонениям от реальных значений.

Космический лидар на основе передатчика на длине волны 355нм с достаточно доступными параметрами (см.выше) позволяет:
— проводить надежные измерения температуры в интервале высот 20-70км над затемненной поверхностью земного шара;
— при уменьшении поля зрения приемной системы до 0.1мрад и достаточно узких полос пропускания светофильтров порядка 1нм реализовывать измерения, начиная с сумеречного времени суток в интервале высот 20-70км и любое время суток от 20 до 35-40км.

Полное содержание статьи: http://issledo.ru/wp-content/uploads/2014/12/Sbornik-5-3.pdf