|
PRACOWNIA
LIDAROWA Uniwersytet
Warszawski Wydział Fizyki Instytut Fizyki Doświadczalnej Zakład Optyki |
|||||||||
|
ENGLISH VERSION |
|||||||||
|
W Zakładzie Optyki IFD UW aktualnie wykorzystywane są 2 lidary rozproszeniowe: Lidar 510 M, i lidar mikroimpulsowy (MML). W budowie jest lidar polaryzacyjny. Poniżej przedstawiono ich opisy. Lidar 510 M Lidar rozproszeniowy 510 M, pracuje jednocześnie na trzech długościach fali. Jego nadajnik optyczny składa się z impulsowego lasera Nd:YAG wraz z układami powielania częstości. Wytwarza on impulsy światła na trzech długościach fali (1064, 532, 355 nm). Energia impulsów świetlnych wynosi około 200 mJ, ich czass trwania około 10 ns, a częstość powtarzania - 10 Hz. W odbiorniku optycznym użyto teleskopu Newtona o średnicy zwierciadła 40 cm i ogniskowej 1200 mm. Światło zbierane przez teleskop jest rozdzielane w polichromatorze i rejestrowane w oddzielnych kanałach odpowiadających poszczególnym długościom fali. Sygnały z fotopowielaczy, zainstalowanych w każdym kanale, przetwarzane za pomocą 12 - bitowych przetworników analogowo-cyfrowych (o częstości próbkowania 50 Mhz), są wprowadzane do komputera. Sygnały uśrednia się zwykle po około 100 do 1000 strzałów lasera. Program sterujący pracą lidaru przy użyciu komputera napisano w środowisku LabView. Dzięki zamontowaniu lidaru w samochodzie mercedes - benz MB 100 D układ jest mobilny. Peryskopowy układ dwóch zwierciadeł (umieszczonych na dachu samochodu) umożliwia badania w dowolnym kierunku w atmosferze
Lidar MML 1.3 W ramach współpracy z ZFA IGF UW
skonstruowano wlieloczęstościowy lidar mikroimpulsowy. W
nadajniku optycznym MML 1.3 zastosowano laser Nd:YAG pompowany diodami.
Laser ten wytwarza promieniowanie na trzech harmonicznych (1064, 532 i 355 nm).
Energie impulsów wynoszą odpowiednio 8, 4 i 2 µJ, a ich połówkowy
czas trwania – ok. 6 ns, przy
częstości repetycji 2 kHz.
Wiązki trzech harmonicznych wysyłane są w atmosferę współosiowo. W celu
zapobieżenia rozbieżności dyfrakcyjnej na wyjściu nadajnika zastosowano
teleskop zwierciadlany poszerzający wiązkę do średnicy ok. 1,5 cm. W odbiorniku optycznym użyto
teleskop Cassegraina ze zwierciadłem o średnicy 150 mm. Światło zbierane przez teleskop jest rozdzielane spektralnie
w polichromatorze zbudowanym z wykorzystaniem filtrów interferencyjnych.
Sygnały lidarowe rejestrowane są przy pomocy fotopowielaczy i liczników
fotonów. Sygnały uśredniane są przez około 2 minuty. Sposób zamocowania
MML 1.3 pozwala na badanie atmosfery pod dowolnym kątem z półsfery, a
zastosowane rozwiązania techniczne umożliwiają na prawie bezobsługową pracę
urządzenia.
Lidar polaryzacyjny W we wrześniu 2010 w autobusie pomiarowym
dodatkowo zamontowano lidar polaryzacyjny. Lidar ten wysyła w atmosferę
impuls promieniowania laserowego, którego płaszczyzna polaryzacji jest
precyzyjnie zdefiniowania. W przypadku pojedynczych rozproszeń światła na
cząsteczkach powietrza lub sferycznych kroplach, płaszczyzna ta nie ulega
zmianie. Jednak, gdy rozpraszanie zachodzi na cząstkach, których kształt
odbiega od kulistego (kryształki lodu, pyły krystaliczne itp.), następuje
zmiana polaryzacji echa w stosunku do wysłanego impulsu. Mierząc tą
depolaryzacje można wykrywać obłoki złożone z cząstek stałych, a w
szczególności rejestrować obecność pyłu pustynnego transportowanego Afryki i
Bliskiego Wschodu lub pyłu wulkanicznego. Lidar wykorzystywany w ZO IFD WF
UW pracuje na długości fali 532 nm wykorzystując drugą harmoniczną lasera
Nd:YAG zamontowanego w lidarze 510 M.
|
|||||||||
|
Eksperymenty |
|||||||||
|
Dla studentów |
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
© Michał Posyniak 2010