Vilka är de olika Lidarsystemdesignerna?

Ett ljusdetektering och system (LIDAR) -system används ofta i atmosfäriska studier.Några av de olika Lidars -systemkonstruktionerna är MIE och Rayleigh Lidar, Raman och Differential Absorption Lidar, Doppler och Fluorescence Lidar och system som används som enkla intervallfyndare eller altimetrar.Konstruktionerna varierar beroende på ämnet som studeras, precisionen för mätning som krävs och omständigheterna för deras utplacering.Varje typ av system är en produkt som utvärderar kapaciteten för den tillgängliga hårdvaran och programvaran och hur den kan användas för att uppfylla mätmålen.

Ett lidarsystem mäter vanligtvis laser -backscatter, vilket återspeglas laserljus.Det kan vara utformat specifikt för att mäta direkt laser-backscatter, våglängdskiftad backscatter, skillnaden i absorptionshastigheter mellan två våglängder eller frekvensförändring i bakspridat ljus.Ett grundsystem består av en sändare, en mottagare och en dataanalyskomponent.Lidarsystemdesign har antingen en bistatisk eller en monostatisk konfiguration.I ett monostatiskt system finns sändaren och mottagaren tillsammans, medan i en bistatisk design är de två separata.

Ett annat designhänsyn är att använda antingen ett biaxiellt eller koaxialsensorarrangemang.I ett biaxialt arrangemang har sändarens och mottagarens axel en annan orientering.Backscatterat ljus kan detekteras av mottagaren endast när motivet är utanför ett visst avstånd.Sändarens och mottagarens axel är densamma i ett koaxiellt arrangemang.

Lidarsystem som använder pulserade lasrar har vanligtvis en monostatisk konfiguration, men kan ha antingen en biaxial eller ett koaxialsensorsarrangemang.System som använder en kontinuerlig våglaser har vanligtvis en bistatisk konfiguration.Om ämnets intervall är relativt nära föredras ett koaxiellt arrangemang av sändare och mottagare i allmänhet.Om kapacitet för nästan mål inte är ett problem, kan ett biaxiellt arrangemang antas för att undvika komplikationer från närliggande laser-backscatter.

Olika LIDAR-systemkonstruktioner använder också olika laservåglängder och olika bandbreddkombinationer för sändarna och mottagarna.Andra designöverväganden inkluderar krav för användning som en uppslagning eller uppslagning av LIDAR, och om systemet kommer att vara i kontinuerlig drift eller endast användas på natten.Vissa mönster använder inställbara lasrar.Dessa alternativ väljs noggrant för att sträva efter ett specifikt mätmål.

Dataanalyskomponenten i ett LIDAR -system använder sig av olika analytiska tekniker.MIE, Rayliegh, Raman och Fluorescence Lidars är utformade för att analysera olika typer av laser -backscatter -mönster.Spridningsmönster beror på våglängden.MIE -analys beskriver bäst spridningsmönster när den reflekterande partikeln är ungefär samma storlek som våglängden.Rayleigh -analys är mer exakt för partiklar som är mycket mindre än våglängden.

Rayliegh och Mie Designs undersöker elastisk backscatter, där det reflekterade ljuset är av samma våglängd som ljuset som överförts.Raman Lidar analyserar inelastiska backscatter.Detta är resultatet av att ljuset skiftas något i våglängden när den reflekteras av en partikel.Mängden skift kan identifiera smink och atmosfärisk koncentration av de reflekterande partiklarna.Fluorecence Lidar använder en liknande analys för att undersöka backscatter från vätskor och fasta ämnen.

Doppler Lidar -mätningar skift i frekvensen av bakspridat ljus för att bestämma förändringar i temperatur och vindhastighet eller riktning.Differentialabsorption överför två våglängder av ljus och mäter skillnaden i atmosfärisk absorption mellan de två våglängderna.De relativa skillnaderna i absorption kan identitet aerosolkoncentrationer.

Var och en av de olika LIDAR -systemkonstruktionerna använder en unik konfiguration av hårdvara och programvara för att göra en exakt mätning av en specifik mängd under en begränsadd Uppsättning av omständigheter.Mer allmänna system, till exempel en polishastighetsdetektor, ger mindre exakta resultat.I vissa system bestämmer den analytiska metoden som ska användas i dataanalyskomponenten systemets hårdvarukonstruktion.I andra dikterar tillgänglig hårdvara vilka systemkonstruktioner som kan användas.