- Phƣơng trình Lidar cho Lidar hấp thụ vi phân (DIAL):
2.5.2 Hệ đo Lidar sử dụng đầu thu phách
Trong hệ đo Lidar đầu thu phách các tín hiệu trở lại không được thông qua hoặc được thông qua nhờ các bộ lọc quang học băng tần hẹp[2]. Thêm vào đó, tín hiệu trở lại được pha trộn với bức xạ từ một máy dao động quang học địa phương (LO). Các tín hiệu hỗn hợp sẽ là tổng từ các tần số riêng của hai thành phần: tín hiệu tán xạ và tần số do máy địa phương tạo ra. Tổng hợp lại tạo ra tần số đặc trưng của máy dị, một tín hiệu tần số thấp có thể được xác định với độ chính xác cao. Những gì cần thiết cho LiDAR thu phách là : một xung máy phát tia laser tần số cao với sự ổn định của tần số đầu ra f0. Thứ hai, một laser sóng liên tục với tần số fLO. kết quả sự pha trộn trong tần số fLO ± (f0 + f), với f0 + f là tần số dịch chuyển Doppler tán xạ ngược từ bầu khí quyển. Ngồi ra từ một thành phần DC, kết quả của sự tổng hợp trong một cường độ dòng của máy dị là
Như đã đề cập, chỉ có các thành phần đầu tiên, hoặc tín hiệu bị lấn át
được đo bởi máy dò, với là độ nhạy của máy dị
PLO, fLO là cơng suất và tần số của laser thêm vào (laser phát xung liên tục)
P(x,) và f0+f là công suất và tần số của tín hiệu tán xạ ngược. Sự khác biệt tần số giữa tần số của truyền tia laser xung, f0, và dao động địa phương, FLO, bao gồm cả các dấu hiệu của sự khác biệt này, được xác định với độ chính xác cao và duy trì ổn định nhất có thể trong q trình đo. Nó cũng là một thơng số quan trọng trong việc đánh giá tín hiệu tiếp theo.
LiDAR Doppler sử dụng đầu thu phách bao gồm laser xung (TE) công suất cao, có kiểm sốt tần số, một kính thiên văn thu – phát tín hiệu, hai máy dị phách (D1, D2), trong đó bức xạ dao động địa phương được trộn với xung đi (D1) và
Doppler-chuyển tín hiệu tán xạ (D2), và một hệ thống xử lý tín hiệu (khơng thể hiện trong hình 2.5.2). Một vịng lặp khóa (LL) kết nối hai laser. Độ dài của xung laser thường là một vài micro giây. Một laser CO2 được sử dụng tại một bước sóng khoảng 10.6μm, tương ứng thay đổi tần số 189 kHz tương ứng với một thành phần vận tốc xuyên tâm 1m / s. Để tổng hợp, Lidars phách phát hiện khác với hầu hết các Lidar bởi nhu cầu của họ cho:
- xung hẹp, laser năng lượng cao,