ứng là ký hiệu bước sóng laser, bước sóng đo, bước sóng hấp thụ và dịch chuyển
Raman) [37]
Khoảng tiết diện cho mỗi quá trình được minh họa theo sơ đồ trong Hình 1.16. Các quá trình này là nguyên nhân gây nên sự suy hao của chùm tia bức xạ laser được phát bởi hệ LIDAR. Từ Hình 1.16 này có thể nhận thấy tiết diện tán xạ Mie của phân
tử, nguyên tử với kích thước thích hợp có thể làm tăng nhiều bậc tín hiệu tán xạ. Điều này dẫn đến những nồng độ rất thấp (hay một thay đổi nhỏ của nồng độ) của thành phần được quan trắc hay son khí cũng có thể được phát hiện.Về ngun tắc, dịch chuyển Raman đặc trưng riêng cho các phân tử khí, nên có thể dễ dàng xác định nồng độ tương đối của thành phần nào đó so với một số thành phần quy chiếu, như ni tơ, từ tỉ số tín hiệu Raman tương ứng với tỉ số tiết diện đã được biết. Tuy nhiên, tiết diện Raman của ozone nhỏ nên cũng khó phát hiện do bị giới hạn bởi độ nhạy phát hiện của cảm biến laser. Đối với ozone, tiết diện hấp thụ trong vùng tử ngoại lớn hơn nhiều tiết diện huỳnh quang và tiết diện tán xạ Raman. Do vậy, sự suy hao của một chùm tia laser thích hợp gây bởi ozone sẽ là một phương pháp có độ nhạy cao để xác định mật độ của ozone trong khí quyển cho dù tín hiệu bị suy giảm do tương tác (tán xạ, hấp thụ) với các thành phần chiếm đa số trong khí quyển [37].
Để tách sự hấp thụ của ozone mà chúng ta quan tâm với thành phần gây suy hao khác, kỹ thuật đo đạc vi sai được áp dụng. Trong kỹ thuật này, hai tần số được sử dụng, một ở tâm băng hấp thụ và một ở phần rìa của băng hấp thụ. Ozone có hai băng hấp thụ lớn là Hartley và Huggin (Hình 1.7) nên chúng thường được sử dụng trong kỹ thuật hấp thụ vi sai. Thuật ngữ DIAL, viết tắt cho “Differential-Absorption Lidar” ngày nay đã trở nên thông dụng do tất cả các kỹ thuật viễn thám sử dụng laser đều được thực hiện theo phương pháp hấp thụ vi sai này.
1.3.2 Hệ LIDAR và phương trình LIDAR
Các bộ phận chức năng và cách thức hoạt động của hầu hết các hệ LIDAR được minh họa trong Hình 1.17.
Bộ phát của hệ LIDAR thường bao gồm một hệ laser phát xung laser có năng lượng thích hợp với đối tượng được quan tâm khảo sát, một hệ quang học định hướng chùm laser vào khí quyển và một bộ phát hiện (trigger) trích một phần nhỏ của xung laser để đánh dấu thời điểm 0, là thời điểm xung laser được phát ra. Hệ quang học phát cịn có thể có chức năng cải thiện độ chuẩn trực của chùm tia, chặn trường khơng gian, hay tránh truyền bức xạ băng rộng có thể làm tăng thêm sai số trong kỹ thuật LIDAR [3].