转动拉曼散射论文-陈炳龙

转动拉曼散射论文-陈炳龙

导读:本文包含了转动拉曼散射论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:气溶胶,大气温度,激光雷达,转动拉曼散射

转动拉曼散射论文文献综述

陈炳龙[1](2015)在《基于转动拉曼散射和星载CALIOP数据的气溶胶高精度反演方法》一文中研究指出大气气溶胶来源广泛,化学组分复杂,其理化特性也有很大的变化范围,气溶胶的光学特性是气溶胶辐射效应的重要因素,而且气溶胶粒子对环境、气候以及人体健康都有重要的影响。在众多的气溶胶的探测方法中,激光雷达以其光源的良好单色性、定向性和高功率,使得激光雷达在探测大气气溶胶方面有着较高的时空分辨率和探测精度,对大气气溶胶的反演研究具有重要的科学意义和应用价值。本文基于拉曼-米激光雷达系统,主要致力于大气气溶胶反演方法的改进,在对系统的仿真计算和误差溯源分析的基础上,首次考虑大气温度的影响,使用转动拉曼散射对米散射反演大气气溶胶进行了优化,提出Raman-Mie新算法,与不考虑大气温度影响的Raman-Mie方法相比,米散射反演大气气溶胶后向散射系数的精度优化了1.1×10-4km-1sr-1,相对反演精度优化了15.8%;同时结合星载CALIOP激光雷达数据对地基米散射激光雷达反演大气气溶胶进行优化,与地基Raman-Mie新算法相比,气溶胶后向散射系数反演精度优化了1.6×10-3 km-1sr-1,相对反演精度优化了8.6%,并提出一种星载-地基激光雷达数据标定地基激光雷达几何因子的新方法;最后使用系统测量的北京2012年和2013年气溶胶数据对以上优化方法进行验证,对北京气溶胶季节性分布特征分析的结果表明北京2012年秋夏两季卷云消光后向散射比月均值为23.85±3.05sr,大气温度对云层气溶胶反演的影响要高于非云层气溶胶16.5%,北京2013年冬夏季反演数据表明大气温度对气溶胶反演的影响,夏季要高出冬季20%左右。论文主要研究内容如下:(1)针对实验室已有的拉曼-米激光雷达系统对系统信噪比进行仿真计算,给出技术参数选取的依据;完成了对系统仪器常数及几何因子的标定;根据仿真计算结果对系统探测误差进行溯源分析并给出相应的解决方案;(2)分析拉曼-米激光雷达系统信号噪声的来源,对其进行分类;提出了5点滑动平滑与小波变换结合的方法对系统探测原始数据进行滤波和去噪,可有效保留突变数据的信息;(3)针对大气温度对气溶胶反演的影响,提出了Raman-Mie新算法,使用转动拉曼散射对米散射反演大气气溶胶进行优化,利用大气分子后向散射系数实际计算值替代标准大气消光模式参数,采用实际数据进行验证,在此基础上完成了拉曼-米激光雷达大气气溶胶反演软件;(4)结合星载CALIOP激光雷达Level1B数据对地基米散射激光雷达反演气溶胶进行优化,相对于地基Raman-Mie新算法,进一步提高了地基激光雷达气溶胶的反演精度,采用实际数据进行验证,同时提出一种结合星载-地基激光雷达数据反演地基激光雷达几何因子的新方法;(5)使用2012年和2013年北京气溶胶观测数据对以上优化方法进行了验证,并计算了北京地区冬夏季PM2.5-AOD(Aerosol Optical Depth)经验公式;从北京地区气溶胶的光学厚度、卷云的消光后向散射比以及大气温度对气溶胶的影响叁个层面对北京地区气溶胶季节性分布特征进行了研究。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-12-01)

王艳雪[2](2015)在《强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射近场特性的研究》一文中研究指出为了实现惯性约束核聚变(ICF),ICF激光驱动器一般使用超过百束的激光束同时均匀的辐照靶场。单路激光束的运行能量在近百KJ,运行功率密度在GW/cm2量级、光束口径在几十个cm范围,激光束传输距离在几十米到百米范围内,ICF驱动激光器的这些运行参数恰好为受激转动拉曼散射(SRRS)的发生创造了客观条件。SRRS效应的产生,会导致主激光能量损耗、光束近场均匀性降低、远场聚焦质量变差等问题,对ICF激光驱动器的总体输出造成恶劣影响。目前,有效抑制SRRS效应已成为ICF激光驱动器光束质量控制中迫切需要解决的问题之一。本文针对光束近场的演化特性对SRRS效应进行理论研究,为SRRS效应的有效抑制工作奠定基础。首先,从SRS过程的耦合波方程出发,基于光束近场对SRRS过程进行空间叁维的理论建模研究;从文献中获得国内外ICF激光驱动器的SRRS实验研究结果与数据,对叁维数值模型展开校核工作,使叁维模型具备了描述SRS过程近场演化的正确性;利用该数值模型,说明SRRS效应的一些基本特性和SRRS效应阈值的决定因素。第二,SRRS效应的阈值对初始泵浦光的光束近场有强烈的依赖特性。数值构造具有位相信息的多种近场特性的初始泵浦光,以通量调制度和光束对比度作为衡量光束近场状态的参数,数值计算不同参数数值下SRRS效应阈值,获得SRRS阈值判据表和阈值判据公式。第叁,基于光学元件上振幅型“缺陷”调制静态模型,给出元件光强透过率函数,将经过此元件的激光束作为后续SRRS研究的初始泵浦光。为了研究SRRS过程中衍射效应对近场特性的演化起到的作用,数值模拟了衍射传输和忽略衍射下的Stokes光耦合放大过程,并将两个过程得到的近场特性与SRRS效应过程近场特性进行对比。指出SRRS过程中衍射效应能够减缓由Stokes噪声起源与Stokes耦合放大导致的泵浦光束近场均匀性的破坏过程和近场波动性的加剧过程。最后,引入近场功率谱密度(PSD),从频域结构分析SRRS过程中近场演化特性。由于SRRS效应的发生,泵浦光各空间频率的强度均降低;随着Stokes光转化效率增加,泵浦光近场低频区的强度持续降低,但当转化效率达到一定数值后,高频区的强度变化不大。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01)

周丽丹,徐冰,王芳,贾怀庭,韩伟[3](2013)在《发散光长程空气传输受激转动拉曼散射效应》一文中研究指出研究强激光长程空气传输受激转动拉曼散射(SRRS)效应,寻求抑制措施是高功率固体激光驱动器建造中需要解决的关键问题之一。采用数值模拟的方法研究了发散光长程空气传输SRRS效应的演化规律,通过几何近似理论推导了该效应有效建立时的强度距离乘积阈值和抑制判据。结果表明:发散光长程空气传输SRRS效应的建立速度小于平行光,二者阈值有理论关系;能够有效抑制SRRS效应的发散角设计判据由光束口径、激光强度及安全传输距离决定。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2013年08期)

蒲哲[4](2012)在《强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射的抑制方法研究》一文中研究指出在惯性约束核聚变(ICF)装置中,基频光在由ICF驱动器主放大器输出后到达频率转换器之前需要经过一段距离,而频率转换之后的强紫外光同样要在空气中传输一段距离才能到达靶丸实现打靶。然而,强激光束在空气中长程传输的过程中会产生很多非线性效应,受激转动拉曼散射(SRRS)是其中影响较大的一种。SRRS效应不仅会使基频光和叁倍频紫外光光束质量变差,还会大幅衰减泵浦光能量,对聚焦打靶产生显着影响。与此同时,基频光的光束质量变差还会导致谐波转换效率降低,进而影响强紫外激光的光束质量。因此,对强激光在空气中长程传输时SRRS效应的抑制方法研究具有比较重要的理论研究参考价值和实际应用价值。本文从SRRS产生的基本原理及理论模型出发,在对其增长过程进行数值模拟的基础上,分析现有抑制SRRS的方法,并对分段介质法、种子光衰减法和SSD法等能够抑制SRRS产生的方法进行了深入研究,模拟了在使用不同的抑制方法后Stokes光的增长规律,分别计算各种方法在不同条件下的抑制效果并得出以下结论:分段介质法中,如使用氮气和氧气作为传输介质,SRRS阈值距离将增加63.9%;种子光衰减法中,理论上阈值距离最多能够增加100%,但由于该方法对衰减元件能达到的衰减系数要求较高,实际应用中根据精度不同一般可以将增加20~40%的阈值距离;SSD法对SRRS效应的影响因素较为复杂,根据参数选取的不同,最多能够使阈值距离增加约88%。最后根据计算结果,结合我国神光III高功率固体激光驱动装置的实际需求对比分析各方法的优缺点,经综合考虑抑制效果和可行性后给出一个基于分段介质法的实验方案及同时使用分段介质法和种子光衰减法的备选实验方案。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2012-07-01)

韩冬,陈良富,陶金花,苏林,李莘莘[5](2011)在《基于转动拉曼散射的大气Ring效应差分截面卷积算法研究》一文中研究指出Ring效应是指地球大气中的N2和O2分子对太阳光的转动拉曼散射导致夫琅禾费线变短的现象.使用差分吸收光谱算法,反演大气NO2和SO2等痕量气体浓度的时候,Ring效应是影响反演结果精度的一个重要因素.本研究利用卷积算法计算得到的差分Ring光谱截面,与辐射传输模型计算结果比较,得到如下几个结论:(1)直接采用卫星遥感获得太阳光谱数据和大气转动拉曼散射截面,忽略压力展宽,卷积后,可获得Ring光谱.经过除以原始太阳光谱,叁次多项式差分后可以得到针对卫星遥感反演痕量气体所需的差分Ring光谱.标准化后与Vountas等利用辐射传输模式计算得到的结果比较,相关系数R2=0.9663.(2)利用两个固定波长与变化波长分别计算得到的Ring光谱,经过差分计算后叁者差异非常小;经标准化后与辐射传输模式计算得到的结果比较,R2分别达到0.9624,0.9639和0.9663.因此可以采用反演光谱范围中的固定波长作为一组转动拉曼散射截面进行卷积计算,降低计算量,加快计算速度.在本项研究中,计算量减少为原计算量的0.128%.(3)大气与N2和O2分子的转动拉曼散射截面信号的频谱特征相似,可直接使用N2和O2分子的转动拉曼散射截面代替大气进行卷积运算.(本文来源于《中国科学:地球科学》期刊2011年10期)

赵宇晗[6](2011)在《强激光长程传输受激转动拉曼散射增益系数测量方法研究》一文中研究指出在惯性约束核聚变驱动装置终端光学组件的设计中,脉冲激光经放大、传输至靶室的过程中产生的SRRS效应会损耗光束能量、降低光束质量,带来不利影响。在强激光脉冲长程传输SRRS效应的研究中,获得精确的增益系数是研究SRRS产生和增长规律的关键。目前对于强激光长程传输SRRS增益系数的实验研究结果不够充分和系统,无法用来指导惯性约束核聚变驱动装置终端光学组件的设计,因此在实验室中进行强激光长程传输SRRS增益系数的测量具有重要意义。大能量激光器受到散热等工作条件的限制,激光脉冲输出时间间隔很长,可以得到的测量结果有限;同时,受测量仪器精度所限,测量结果含有误差,如何通过极其有限的测量结果获得具有较高精度的增益系数值是具有一定难度并亟待解决的问题。本文从误差理论和数据处理方法出发,分析利用最小二乘法获得SRRS增益系数的精度,并研究了数据处理改进方法,包括戴明推广最小二乘法、交换变量最小二乘法和不等精度测量时加权的最小二乘法。利用数值模拟分别研究了以上方法各自应用与结合应用对计算结果的修正效果,并分析了几种方法适用的条件。当泵浦光测量误差大于斯托克斯光测量误差时,采用戴明推广最小二乘法有明显的修正效果,然而该方法计算过程复杂,且修正过程中使用的参数λ难以获得,在实际测量中修正效果无法预测;交换变量的最小二乘法可以获得与戴明推广最小二乘法相似的修正效果,其数据处理过程简单,原理易懂,在斯托克斯光测量误差较小时可以采用。由于斯托克斯光测量之后需取对数进行最小二乘法数据处理,因此可视为不等精度测量,应采用加权的最小二乘法处理。然而由于泵浦光测量误差的存在,加权的最小二乘法仅在泵浦光测量精度较高时才有较好的修正作用。根据以上对数据处理方法的研究,兼顾实验测量的可操作性和计算结果的精度,给出了实验中测量样本数目的参考值,和获得更高精度测量结果的方法;本文还给出了实验平台的优化建议,为后续实验工作的开展提供了依据和参考。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2011-06-01)

宋如华,乐时晓[7](1991)在《大气中N_2的受激转动拉曼散射》一文中研究指出本文概述了大气中N2的受激转动拉曼散射(SRRS),总结了近年来该领域的理论和实验研究工作,并对一些迄今尚未解决的问题进行了讨论.(本文来源于《物理》期刊1991年11期)

转动拉曼散射论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

为了实现惯性约束核聚变(ICF),ICF激光驱动器一般使用超过百束的激光束同时均匀的辐照靶场。单路激光束的运行能量在近百KJ,运行功率密度在GW/cm2量级、光束口径在几十个cm范围,激光束传输距离在几十米到百米范围内,ICF驱动激光器的这些运行参数恰好为受激转动拉曼散射(SRRS)的发生创造了客观条件。SRRS效应的产生,会导致主激光能量损耗、光束近场均匀性降低、远场聚焦质量变差等问题,对ICF激光驱动器的总体输出造成恶劣影响。目前,有效抑制SRRS效应已成为ICF激光驱动器光束质量控制中迫切需要解决的问题之一。本文针对光束近场的演化特性对SRRS效应进行理论研究,为SRRS效应的有效抑制工作奠定基础。首先,从SRS过程的耦合波方程出发,基于光束近场对SRRS过程进行空间叁维的理论建模研究;从文献中获得国内外ICF激光驱动器的SRRS实验研究结果与数据,对叁维数值模型展开校核工作,使叁维模型具备了描述SRS过程近场演化的正确性;利用该数值模型,说明SRRS效应的一些基本特性和SRRS效应阈值的决定因素。第二,SRRS效应的阈值对初始泵浦光的光束近场有强烈的依赖特性。数值构造具有位相信息的多种近场特性的初始泵浦光,以通量调制度和光束对比度作为衡量光束近场状态的参数,数值计算不同参数数值下SRRS效应阈值,获得SRRS阈值判据表和阈值判据公式。第叁,基于光学元件上振幅型“缺陷”调制静态模型,给出元件光强透过率函数,将经过此元件的激光束作为后续SRRS研究的初始泵浦光。为了研究SRRS过程中衍射效应对近场特性的演化起到的作用,数值模拟了衍射传输和忽略衍射下的Stokes光耦合放大过程,并将两个过程得到的近场特性与SRRS效应过程近场特性进行对比。指出SRRS过程中衍射效应能够减缓由Stokes噪声起源与Stokes耦合放大导致的泵浦光束近场均匀性的破坏过程和近场波动性的加剧过程。最后,引入近场功率谱密度(PSD),从频域结构分析SRRS过程中近场演化特性。由于SRRS效应的发生,泵浦光各空间频率的强度均降低;随着Stokes光转化效率增加,泵浦光近场低频区的强度持续降低,但当转化效率达到一定数值后,高频区的强度变化不大。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

转动拉曼散射论文参考文献

[1].陈炳龙.基于转动拉曼散射和星载CALIOP数据的气溶胶高精度反演方法[D].北京理工大学.2015

[2].王艳雪.强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射近场特性的研究[D].哈尔滨工业大学.2015

[3].周丽丹,徐冰,王芳,贾怀庭,韩伟.发散光长程空气传输受激转动拉曼散射效应[J].强激光与粒子束.2013

[4].蒲哲.强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射的抑制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2012

[5].韩冬,陈良富,陶金花,苏林,李莘莘.基于转动拉曼散射的大气Ring效应差分截面卷积算法研究[J].中国科学:地球科学.2011

[6].赵宇晗.强激光长程传输受激转动拉曼散射增益系数测量方法研究[D].哈尔滨工业大学.2011

[7].宋如华,乐时晓.大气中N_2的受激转动拉曼散射[J].物理.1991

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