Сверхтонкое наблюдение за ветром с разрешением в метры и доли секунды
Исследовательская группа под руководством профессора Доу Сянькана из Университета науки и технологии Китая (USTC) Китайской академии наук впервые осуществила непрерывное обнаружение ветра с пространственным и временным разрешением 3 м и 0,1 с. Исследование было опубликовано в Optics Letters.
(a) Схема системы HPCDWL. АОМ — акустооптический модулятор; EDFA, волоконный усилитель, легированный эрбием; БД – сбалансированный детектор; DSP, процессор цифровых сигналов; БС, светоделитель; ВБР, волоконная брэгговская решетка; AWG, любой генератор сигналов; ОС, оптический переключатель. (б) Форма лазерного излучения с полушириной 20 нс. (c) Тренд CNR с оптимальным диаметром. Оптимальный диаметр 30 мм для нашей дальности обнаружения. Письма об оптике (2022). DOI: 10.1364/OL.465307
Импульсный когерентный доплеровский лидар ветра (PCDWL) имеет большое значение для аэрокосмической безопасности и численного прогнозирования погоды. Тем не менее, остается проблемой обеспечить обнаружение ветра с метровым пространственным и временным разрешением в доли секунды.
В этом исследовании исследователи оптимизировали LiDAR и применили новый алгоритм, который значительно повысил точность и надежность наблюдения за полем ветра. В результате был разработан сверхтонкий PCDWL (HPCDWL), который обеспечивает безопасность для глаз, легкий вес, стабильность и адаптируемость к условиям окружающей среды.
Подтверждено, что дисперсия обнаружения ветра LiDAR составляет менее 0,5 м/с в сравнении с калибровочным оборудованием. Кроме того, LiDAR выполнил непрерывное наблюдение за следами высокоскоростного поезда с пространственным и временным разрешением 3 м и 0,1 с соответственно, и результат его обнаружения был аналогичен гидродинамическому моделированию.
