Уравнения лазерного дистанционного зондирования

Глава 7. УРАВНЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ [c.269]

Уравнения лазерного дистанционного зондирования 271 [c.271]

Уравнения лазерного дистанционного зондирования 273 [c.273]

Уравнения лазерного дистанционного зондирования 275 [c.275]

Очевидно, что вопрос о характеристиках распространения и ослабления излучения на пути к мишени и при взаимодействии с веществом мишени является ключевым в лазерном дистанционном зондировании. В этой главе мы рассмотрим уравнение переноса излучения, которое используется для описания распространения излучения в виде коллимированных лазерных пучков. Вначале мы опишем только эффекты, связанные с процессами поглощения, а также спонтанного и вынужденного излучения (но не рассеяния) и уже на примере этих эффектов введем такое важное для лазерного дистанционного зондирования понятие, как оптическая толщина , относящееся как к среде, в которой распространяется излучение, так и к мишени. Этот материал не только представляет интерес в отношении лазерного дистанционного зондирования, но и является базой для дальнейшего рассмотрения основ физики лазеров. [c.137]

Первый член в левой части уравнения (4.1) описывает скорость изменения плотности энергии поля излучения в спектральном интервале v,v с1у), второй член представляет дивергенцию потока энергии, а три члена в правой части уравнения учитывают спонтанное и вынужденное излучение источники) и поглощение сток) соответственно. В большинстве случаев, представляющих интерес для лазерного дистанционного зондирования, достаточно рассмотреть стационарное состояние. Кроме того, часто можно ограничиться рассмотрением излучения, распространяющегося в малом телесном угле ДО (около направления, которое мы будем считать направлением оси г). При этом уравнение (4.1) примет существенно упрощенный вид [c.138]

Для случая лазерного пучка с малой интенсивностью излучения, который наиболее интересен для задач дистанционного зондирования, явление вынужденного испускания может не учитываться. Исходя из уравнения (4.21), временную зависимость концентрации молекул (или атомов) в возбужденном состоянии можно представить в виде [c.280]

Оба указанных механизма потерь могут изменить предсказываемый уравнением (7.64) закон уменьшения от расстояния (1// 2) падающей на фотодетектор рассеянной мощности лазерного излучения. Это имеет большое значение в том случае, когда лидарные измерения должны обеспечиваться в большом интервале расстояний. Например, лазерный датчик дистанционного зондирования, который предназначен для работы на расстоянии от 100 м до 10 км, должен иметь динамический диапазон 10 . Хотя для обеспечения таких динамических диапазонов существуют электронные методы (см. разд. 6.2), ясно, что сжатие сигнала, обусловленное конструкцией оптической приемной системы, имеет свои преимущества. [c.305]

Следовательно, лазерное излучение, используемое для дистанционного зондирования в инфракрасном спектральном диапазоне, нельзя рассматривать как монохроматическое. Возникает необходимость рассмотрения возможных систематических ошибок. В качестве отправной точки такого анализа может служить уравнение (8.78). Если допустить, что изменения длины волны достаточно малы и можно пренебречь изменением в коэффициентах возбуждения и обратного рассеяния, тогда в соответствии с уравнением (8 87) можно записать [c.354]

Ни о каком определении профиля р(г) по одному измерению не может быть и речи. Определение профиля концентрации поглощающей компоненты в этом методе может быть осуществлено лишь при наличии нескольких спектральных измерений. Подобное сопоставление еще раз подчеркивает достоинства метода лазерного зондирования как дистанционного метода локального исследования атмосферы на основе явления рассеяния. Кстати, рассеивающая компонента представлена профилем Р (г) и неявно входит в правую часть уравнения (4.53). [c.261]

В данной главе будут рассмотрены наиболее важные уравнения, лежащие в основе лазерного дистанционного зондирования. Вид уравнения, используемого в каждой данной ситуации, зависит от типа взаимодействия лазерного излучения со средой. Для случая обратного рассеяния лазерного излучения (упругого или неупругого) лидарное уравнение имеет достаточно простую форму. Прежде всего приведем вывод этого уравнения. Больщую часть задач атмосферного зондирования, включая те, в которых присутствует дифференциальное поглощение лазерного излучения, можно описать с помощью лидарного уравнения. [c.269]

Таким образом, можно сказать, что при использовании лазерной флюоресценции для дистанционного зондирования окружающей среды лидарное уравнение для флюоресцирующей среды (7.44) оказывается более сложным, чем лидарное уравнение для рассеяния, из-за введения поправочного коэффициента для времени жизни iR) Поэтому необходимо с больщим вниманием подходить к интерпретации принимаемого излучения, особенно когда время жизни флюоресценции значительно превышает длительность лазерного импульса и флюоресцирующая среда имеет резкую границу. [c.290]

Для ряда твердотельных детекторов типичная величина удельной обнаружительной способности детектора ), определяемая уравнением (6.30), находится в диапазоне от 10 в видимой части спектра до 10 ° см-Гц / -Вт в инфракрасной части (рис. 6.8). В большинстве случаев твердотельные детекторы применимы только для лидарных систем, работаюших в инфракрасной области спектра, поэтому маловероятно их применение в лазерных приборах дистанционного зондирования, использующих комбинационное рассеяние или флюоресценцию. [c.328]

Глава 6 посвящена прикладным вопросам использования нелинейных и когерентных оптических эффектов в качестве физической основы новых методов лазерного зондирования и повышения эффективности лазерно-навигационных систем. Приведены результаты исследований границ применимости уравнений локации, а также закономерностей нелинейных искажений эхо-сигналов в традиционных схемах зондирования с лазерными источниками повышенной MOuj,HO TH. Изложены результаты разработки нового типа лидаров для дистанционного экспресс-анализа атмосферы методами когерентной и нелинейной оптики. [c.6]

Напомним, что оператор Dia, который встречался неоднократно выше, является обратным к Gi. Анализ интегрального уравнения (4.66) и обсуждение методов его численного решения выходит за рамки настоящей работы. Можно лишь заметить, что это уравнение типично для обратных задач спектроскопии атмосферных газов, особенно когда для получения исходной оптической информации используется метод лазерного зондирования в их линиях поглощения. Будучи методом дистанционного оптического зонди- [c.269]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...