大气湍流对相干激光雷达CO_2探测精度影响研究

为研究大气湍流对激光回波的光强起伏、漂移、波前畸变以及偏振退化的影响,计算了大气后向散射回波在不同探测高度下的信噪比(SNR),结合Hufnagel-Valley模型分析了球面波大气闪烁调制因子,得到了近地大气光强起伏方差;利用模式匹配数值积分方法,得到了不同高度的空间光-单模光纤(SMF)的耦合效率;从光场复振幅和探测面上光斑的爱里斑模型出发,研究了空间相位起伏对外差效率的影响;最后基于20m气体池差分吸收探测CO2浓度的实验数据,分析大气湍流对外场实验影响。结果表明,大气湍流会使系统精度降低1.21倍,20 m光程下系统精度由424.83×10-6变为514.04×10-6,性能下降严重。本文所作的分析对差分吸收相干激光雷达(DIAL)外场实验有重要参考意义。