新型测风激光雷达“科大造”

11月16日，记者从中科大获悉，该校窦贤康教授课题组夏海云与潘建伟院士课题组张强经过3年合作，在国际上首次研制出单光子频率上转换量子测风激光雷达，实现大气边界层气溶胶和风场的昼夜连续观测。该技术为小型星载激光雷达提供了新思路，为普及高性价比、高稳定性、超小型化的激光雷达奠定了基础。

精确的大气风场探测，对于数值天气预报、气候模型改进、军事环境预报、生化气体监控、机场风切变预警等具有重大意义。多普勒测风激光雷达被公认为全球大气风场遥感的最佳方法，也是世界气象组织列出的最具挑战性的激光雷达之一。但激光雷达应用的首要前提是人眼安全，由于光学破坏阈值限制和大口径望远镜加工工艺限制，目前传统激光雷达的性能已经达到顶峰。

去年4月，中科大首次实现单光子频率上转换的气溶胶激光雷达。今年8月，该校科学家采用全光纤保偏鉴频器对单光子的频移进行测量，利用微弱光源、小口径望远镜在国际上首次实现对大气边界层风场的探测；11月，他们利用时分复用技术，研制出当前集成度最高的量子测风激光雷达，不仅简化了系统结构，还提高了系统稳定性和可靠性，并免于周期性校准。

窦贤康介绍，这种新型测风激光雷达通过提高光电转化效率和光学集成度，综合抑制探测噪声，实现昼夜连续观测、轻小防振、低功耗、常温环境下运行的全光纤保偏结构的激光雷达系统，不仅能监测大气污染状态、实时发现大气污染源，还能对雾霾的形成和演化进行预报，且适合在机载、舰载、星载等平台的恶劣环境下运行。

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