量子电子学报

作者：李春伟,邓迁,李乘,吴德成,刘东,王珍珠,

单位：1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031;2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026;3 先进激光技术安徽省实验室, 安徽 合肥 230037

关键词：大气光学,窄带滤波器,法布里-珀罗标准具,铁共振荧光激光雷达,

基金：安徽省重点研究与开发计划项目 (2022h11020008), 中国科学院青年创新促进会人才项目 (Y2021113), 中国科学院合肥物质科学研究院院长基金项目 (2021YZGH01)

铁共振荧光激光雷达是探测中间层顶至热层底部区域的温度和风场的重要设备, 但在白天时段, 由于强天空背景噪声的存在, 铁原子共振荧光信号常被淹没, 而无法实现中高层大气的温度和风场探测。为了解决该问题, 本文研制了气压调谐的窄带滤波器, 提出了将两个空气间隙的法布里-珀罗标准具串联并与窄带干涉滤光片组合的滤波新方法, 并最终应用于铁共振荧光多普勒激光雷达中, 实现了在白天时段对大气中间层顶至热层底部区域的温度和风场探测。首先, 通过定义滤波器性能评价函数, 对滤波器的滤波性能进行了定量分析, 确定了两个标准具的带宽、自由光谱范围等参数; 并进一步设计了基于PID算法的控制系统, 实现了对标准具腔气压的精确控制; 随后, 通过模拟仿真测试了滤波器的设计指标; 最后, 通过外场试验证明了滤波器在铁共振荧光激光雷达中的滤波效果, 其信噪比达到136以上, 实现了铁层区域的风速和温度探测。

来源：2025年第2期

《量子电子学报》期刊编辑部

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