11月16日，記者從中科大獲悉，該校竇賢康教授課題組夏海云與潘建偉院士課題組張強經(jīng)過3年合作，在國際上首次研制出單光子頻率上轉換量子測風激光雷達，實現(xiàn)大氣邊界層氣溶膠和風場的晝夜連續(xù)觀測。該技術為小型星載激光雷達提供了新思路，為普及高性價比、高穩(wěn)定性、超小型化的激光雷達奠定了基礎。
精確的大氣風場探測，對于數(shù)值天氣預報、氣候模型改進、軍事環(huán)境預報、生化氣體監(jiān)控、機場風切變預警等具有重大意義。多普勒測風激光雷達被公認為全球大氣風場遙感的最佳方法，也是世界氣象組織列出的最具挑戰(zhàn)性的激光雷達之一。但激光雷達應用的首要前提是人眼安全，由于光學破壞閾值限制和大口徑望遠鏡加工工藝限制，目前傳統(tǒng)激光雷達的性能已經(jīng)達到頂峰。
去年4月，中科大首次實現(xiàn)單光子頻率上轉換的氣溶膠激光雷達。今年8月，該?？茖W家采用全光纖保偏鑒頻器對單光子的頻移進行測量，利用微弱光源、小口徑望遠鏡在國際上首次實現(xiàn)對大氣邊界層風場的探測；11月，他們利用時分復用技術，研制出當前集成度最高的量子測風激光雷達，不僅簡化了系統(tǒng)結構，還提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，并免于周期性校準。
竇賢康介紹，這種新型測風激光雷達通過提高光電轉化效率和光學集成度，綜合抑制探測噪聲，實現(xiàn)晝夜連續(xù)觀測、輕小防振、低功耗、常溫環(huán)境下運行的全光纖保偏結構的激光雷達系統(tǒng)，不僅能監(jiān)測大氣污染狀態(tài)、實時發(fā)現(xiàn)大氣污染源，還能對霧霾的形成和演化進行預報，且適合在機載、艦載、星載等平臺的惡劣環(huán)境下運行。
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