Institutul Naţional de cercetare dezvoltare

pentru optoelectronică INOE 2000

Departamentul de teledetecţie

Descrierea sistemului

Sistemul LiSA este destinat detectării de la distanţă a aeorosolilor folosind ca radiaţie de sondare lumina emisă de un laser care funcţionează la lungimile de undă de 532 si 1064 nm.

Principiul operării constă în emiterea in atmosferă a unui puls luminos scurt, urmat de recepţionarea radiaţiei retroîmprăştiate ca funcţie de distanţa de la care provine. Semnalul retroîmprăştiat observat e generat de fluctuaţiile de densitate ale aerului (împrăştiere Rayleigh) şi de împrăştierea pe particule mici de aerosol, care sunt întotdeauna prezente în atmosferă. Prezenţa aerosolilor duce la creşterea semnalului retroîmprăştiat, şi ca urmare aceştia pot fi detectaţi prin compararea semnalului cu cel emis de atmosfera “curată” înconjurătoare.

Caracteristici tehnice

Departamentul de Teledetecţie Activă cu Laser din cadrul Institutului Naţional de C-D pentru Optoelectronică a implementat un sistem Lidar de ultimă generaţie cu ajutorul căruia se vor face în curând campanii de măsurători, pentru prima oară în România.

Sistemul este deocamdată în perioada de testare şi calibrare, dar autorul acesei lucrări va avea oportunitatea de a participa la campaniile de măsurători, de a opera direct acest sistem şi de a beneficia de seturile de date rezultate.
Sistemul LiSA  (fig. I) este un Lidar de retroîmprăştiere elastică ce poate opera separat sau simultan pe două lungimi de undă. Posibilităţile sale tehnice îl recomandă pentru detecţia aerosolilor din atmosfera joasă, atât în profil vertical cât şi pe orice direcţie înclinată dintr-o emisferă. Deşi mecanica robustă a sistemului permite sondarea la diferite unghiuri, scanarea nu este automată, astfel încât rezultatul obţinut din măsurători nu reprezintă o “imagine”, ci doar o “linie” de sondare atmosferică.

Principalele caracteristici tehnice ale sistemului LiSA

Date Generale Ale Sistemului

Modul de măsurare

detecţie de la distanţă

Distanţa maximă de detecţie

10 Km

Blocul de emisie

Laserul

Emiţător

laser YAG:Nd LS‑2131

Lungimi de undă de lucru

1064, 532 nm

Energia per puls la 1064 nm

până la 100 mJ

Energia per puls la 532 nm

până la 50 mJ

Rata de repetitie a pulsului

până la  20 Hz

Durata pulsului (la nivel 0.5)

10‑12 ns

Divergenţa unghiulară a fasciculului (la nivel 0.5)

până la 1.5 mrad

Energia de pompaj

până la  25 J

Optica de transmisie

Divergenţa unghiulară a fasciculului (la nivel 0.5)

până la 1.5 mrad

Blocul De Recepţie

Telescopul

Diametrul oglinzii principale

260 mm

Câmp de vedere

2.5 - 18 minute de unghi

Distanţa focală

1054 mm

Detecţia

Număr de canale de recepţie

2

Fotomultiplicatori

PMT-100, PMT-83

Lărgimea benzii la semiînălţime a filtrelor interferenţiale de 1064 nm la nivelul 0.5

2.6 nm;

Lărgimea benzii la semiînălţime a filtrelor interferenţiale de 532 nm la nivelul 0.5

2.5 nm

Optomecanica de recepţie

Domeniul de elevaţie unghiulară a poziţionării telescopului

de la -10° până la +90° faţă de orizontală

Domeniul unghiular azimutal de poziţionare a telescopului

de la -180° până la +180°

Blocul de înregistrare şi procesare

Capacitatea

ADC 12 bit

Frecvenţa de eşantionare

25 MHz

Memoria buffer-ului per canal

64 K

Rezoluţia spaţiala

6 m

Număr de puncte de măsurare

2048