中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
2019年中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光工程技术实验室研制用于测量大气二氧化碳的机载1.57μm双脉冲积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达,并成功开展了机载飞行验证试验,相关研究成果发表于《遥感》(Remote sensing)。
星载主动探测激光雷达可以全天时、大范围地对全球二氧化碳柱线进行长期监测。该研究团队研制出的机载1.57μm双脉冲积分路径差分吸收激光雷达是星载激光雷达的地面缩比系统。装载在飞机平台的激光雷达系统,能够测量飞机高度至地面的整个路径的CO2柱线浓度,用于验证将来的星载CO2测量激光雷达探测性能,为载荷系统参数优化和数据反演方法研究提供重要数据。利用机载观测平台与星载雷达进行相同轨迹观测,对比观测数据,可以实现卫星观测数据的地面定标和验证。
研究团队通过降低对大气温度、气压和水汽的敏感度,优化了IPDA激光雷达系统的激光波长。采集了高精度的频率稳定控制手段,实现机载平台1.57μm双脉冲激光频率稳定输出。对该IPDA激光雷达系统进行了高空机载外场实验,成功地接收到了海洋和陆地的微弱回波信号。2019年春季,IPDA激光雷达系统首次在山海关开展机载飞行试验,激光雷达由光机头部和电子学机柜组成,其中光机头部置于飞机吊舱中,电子学机柜置于机舱中。同时飞机上安装了二氧化碳原位测量仪、GPS及惯性导航系统(INS)、机载温湿度仪等辅助设备,用于后期数据反演分析和对比。
IPDA激光雷达系统测得的飞行轨迹方向XCO2的变化与飞机上原位测量仪器测得的CO2干空气体积混合比的长期相关性优于92%。在距海岸30公里的海洋区域,IPDA激光雷达系统测得的XCO2平均值为414.69 ppm,标准偏差为1.02ppm。与该时间段内原位测量仪器测得的CO2浓度相比,偏差为1.30ppm。飞行路径跨越海洋、居民区和山区,三个地区的XCO2平均值分别为419.35、429.29和422.52ppm。居民区和海洋区的CO2浓度梯度为9.94 ppm,居民区和山区的梯度为6.77ppm。该IPDA激光雷达探测出了不同地区的明显CO2浓度梯度,对于今后开展碳源、碳汇研究具有重要的意义。
相关研究得到了ACDL激光雷达项目的支持。(空间激光工程技术实验室供稿)
图1 机载IPDA激光雷达系统图片
图2 飞行轨迹方向获得的数据及CO2柱线浓度反演结果
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