美國光學(xué)學(xué)會（OSA）旗下雜志《光學(xué)快訊》（Optics Express）2013年21卷第6期 (Optics Express, VOL. 21, Issue 6, pp. 7768-7785, 2013) 發(fā)表了中科院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心空間天氣學(xué)國家重點實驗室地基探測組關(guān)塞、楊國韜等人的研究成果：New methods of data calibration for high power-aperture lidar。
 
       在大功率孔徑積激光雷達(dá)探測中，強(qiáng)烈大氣后向散射信號引起的探測器脈沖累積效應(yīng)（Pulse Pile-up）和強(qiáng)光感生噪聲（Signal-Induced Noise）是導(dǎo)致激光雷達(dá)回波信號非線性失真，干擾原始數(shù)據(jù)反演大氣參數(shù)準(zhǔn)確性的主要因素。尤其對高空金屬層熒光激光雷達(dá)，為研究金屬層（80~150km）的變化特性和精細(xì)結(jié)構(gòu)，往往采用高量子效率、光子計數(shù)模式的光電倍增管（PMT）以保證金屬層探測的高性噪比，這就使得Pulse Pile-up和SIN造成的非線性失真更為明顯，與反演需要的大動態(tài)范圍線性信號相矛盾。目前國際上的解決方案主要有多通道信號拼接，安裝機(jī)械斬波器等等。
 
       為了克服高空強(qiáng)烈鈉熒光信號的非線性失真問題，作者基于子午工程激光雷達(dá)實際觀測的經(jīng)驗基礎(chǔ)，提出了一個比上述方法更有效、系統(tǒng)更為簡潔的方法：他們設(shè)計了一套全新的模塊化高精度光電探測器響應(yīng)特征檢測系統(tǒng)，確保實驗數(shù)據(jù)運用到實際激光雷達(dá)數(shù)據(jù)修正的可移植性；提出了一套修正脈沖累積效應(yīng)的新方法，并建立了SIN精細(xì)結(jié)構(gòu)扣除模型，首次詳細(xì)評估了子午工程激光雷達(dá)SIN和Pulse Pile-up效應(yīng)各自對雷達(dá)信號的擾動量。校正后的數(shù)據(jù)將瑞利原始信號有限的線性范圍（55-80km）擴(kuò)展到20-80km。將修正數(shù)據(jù)反演的大氣密度、溫度廓線與TIMED衛(wèi)星和大氣模式相比較，得到了很好的吻合：平流層大氣密度誤差小于5%，30km至65km溫度誤差小于±10K。值得注意的是，修正后的鈉層數(shù)密度峰值有大概30%的增加。
 
       借助這套實驗設(shè)計和方法還原出未被探測系統(tǒng)扭曲的大氣真實回波信號，作者在確保大動態(tài)線性范圍（20-110km）和保證鈉層信號的高信噪比之間，達(dá)到了一個不用降低PMT量子效率的全新切入點：即使在一個探測通道內(nèi)，研究者也可以盡可能的選擇更高效率更敏感的PMT，將探測高度進(jìn)一步上探，為研究金屬層更精細(xì)特征、發(fā)現(xiàn)更多未知現(xiàn)象提供了可能，而不用再擔(dān)心低空-中層信號的非線性失真無法挽回。這項工作得到OE審稿人的高度評價。