安光所携“大气臭氧时空分布探测激光雷达”等产品参展工博会

中国国际工业博览会是中国工业领域面向世界的一个重要窗口和经贸交流合作平台，是经国务院批准唯一具有评奖功能的大型工业博览会。自1999年创办以来，历经多年的发展创新，通过专业化、市场化、国际化、品牌化运作，已发展成为通过国际展览联盟UFI认证、中国装备制造业最具影响力的国际工业品牌展。

9月中旬，上海举行第22届中国国际工业博览会，安光所环境光学中心大气臭氧时空分布探测激光雷达(张天舒研究员组)和动态准直型污染气体开放光路红外光谱监测系统(徐亮研究员组)代表刘文清院士团队参加了此次展示。

本届工博会首次设置院士专家创新成果展，目前已征集到9个学部212项院士成果。安光所的两款重量级产品在此次展会上受到了广泛关注，出众的性能参数、帅气的外形设计，吸引了一大批专业人士的探讨和潜在用户的关注。纷纷赞叹国内科技实力日益增强，科技领域的“卡脖子”问题，正被科研人员逐个攻克。

激光雷达系统用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。

自从1839年由Daguerre和Niepce拍摄第一张像片以来，利用像片制作像片平面图(X、Y)技术一直沿用至今。到了1901年荷兰人Fourcade发明了摄影测量的立体观测技术，使得从二维像片可以获取地面三维数据(X、Y、Z)成为可能。一百年以来，立体摄影测量仍然是获取地面三维数据最精确和最可靠的技术，是国家基本比例尺地形图测绘的重要技术。

用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。

大气激光雷达是激光雷达特有的一种应用,其利用激光与大气成分的相互作用来进行探测。激光雷达对大气温度的探测也起着至关重要的作用，主要有以下3 种：瑞利散射激光雷达、拉曼激光雷达和高光谱分辨率激光雷达。目前，瑞丽散射激光雷达凭借其空间分辨率高、探测灵敏度高和探测无盲区等优点，广泛应用于大气温度探测中。Fiocco 等早在1971 年就已成功利用瑞利散射激光雷达对大气温度进行了测量。

除此之外，拉曼激光雷达在温度探测方面的应用也是比较常见的，该类型激光雷达根据其工作方式的不同可分为转动型和振动型。转动拉曼散射激光雷达可以实现对底层大气温度分布的测量，其探测主要是通过利用温度与分子的转动谱线强度的关系实现的，而探测对流层中上部大气温度分布则可以通过振动拉曼散射激光雷达接收到的回波信号获得。

红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，又称分子振动光谱或振转光谱。红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。

这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动;偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。红外光谱可分为发射光谱和吸收光谱两类。

物体的红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成，由于测试比较困难，红外发射光谱只是一种正在发展的新的实验技术，如激光诱导荧光。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，它是一种分子光谱。

新闻\图片来源：中国科学院安徽光学精密机械研究所

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