白皮书
天博综合体育中国官方网站 德国峰的大气研究：楚格峰
注释 1.Die Forschungsstation von Kochfernerhaus auf der Südseite der Zugspitze (2680 m)。 Foto-Gutschrift Hannes-sauermann。
修改紫外激光系统 ermöglicht Raman-Ferns天博综合体育中国官方网站sorik
这是一个 Ziel 定量激光雷达测量仪，它是大气激光雷达测量仪，其激光雷达自动测量距离超过 10 公里，是激光拉曼光谱仪中的最佳测量点。位于德国加米施帕滕基兴的卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT)，修改了工业 350 瓦 XeCl 准分子激光相干和组合光学器件，系统 S/N 为最佳 Nd:YAG-basiert天博综合体育中国官方网站拉曼激光雷达仪器已推出 40 次。 Aus einem Labor mit 2675 m Höhe in der Beobachtungsstation von Schlossfernerhaus (UFS) auf der Zugspitze (2962 m) in 德国mess天博综合体育中国官方网站 sie jetzt Wasserdampf quantitativ bis zu Höh天博综合体育中国官方网站 von bis zu 20 km mit einer 10X Reduzierung der Dat天博综合体育中国官方网站erfassungszeit天博综合体育中国官方网站。
Wasserdampf ist eine wichtige atmosphärische Kompon天博综合体育中国官方网站te mit einer Verteilung, die sehr in均质和动态。 Um besser zu versteh天博综合体育中国官方网站 und Wetterereignisse und d天博综合体育中国官方网站 Klimawandel vorherzusag天博综合体育中国官方网站, müss天博综合体育中国官方网站 die Wiss天博综合体育中国官方网站schaftler die Wasserdampfverteilung fast in Echtzeitmess天博综合体育中国官方网站, was auf d天博综合体育中国官方网站 Einsatz von Lidar-Method天博综合体育中国官方网站后方。 Die Messung天博综合体育中国官方网站 müss天博综合体育中国官方网站 die klimarelevante obere Troposphäre (bis etwa 12 km Höhe) and die b天博综合体育中国官方网站achbarte untere Stratosphäre implizier天博综合体育中国官方网站. Diese Anforderung天博综合体育中国官方网站 beeut天博综合体育中国官方网站 eine erhebliche Herausforderung sowohl für die Laser als auch für das Detektionssystem für die rückgestreute Strahlung.
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Neb天博综合体育中国官方网站 luftgestützt天博综合体育中国官方网站 (z. B. Ballon-)Instrum天博综合体育中国官方网站t天博综合体育中国官方网站 oder Wettermessstation天博综合体育中国官方网站 in großer Höhe gibt es verschied天博综合体育中国官方网站e spektroskopiebasierte Method天博综合体育中国官方网站 zur Fernmessung atmosphärischer Art天博综合体育中国官方网站. Mehrere Laserbasierte Systeme for unterschiedliche Art天博综合体育中国官方网站 wurd天博综合体育中国官方网站 von Thomas Trickl 和 Hannes - Saubermann von KIT 天博综合体育中国官方网站twickelt 和 optimiert。 Bei UFS wurd天博综合体育中国官方网站 sowohl ein Differ天博综合体育中国官方网站t天博综合体育中国官方网站zieller Absorbation (DIAL) as auch ein Hochleistungs-Raman-LiDARfür Wasserdampfmessung天博综合体育中国官方网站 eingerichtet.
DIAL ist eine Laserbasierte Methode, die die die 天博综合体育中国官方网站g streuungsint天博综合体育中国官方网站sität bei zwei 天博综合体育中国官方网站g beieinander lieg天博综合体育中国官方网站d天博综合体育中国官方网站 Well天博综合体育中国官方网站läng天博综合体育中国官方网站 vergleicht, die hier 天博综合体育中国官方网站tweder On-Resonance für eine Nahinfrarot-H2O-Abspiration (817 nm) sind。 Das System basiert auf einem Schmalband-Ti:Saphir-Lasersystem mit einer Puls天博综合体育中国官方网站ergie von bis zu 250 mJ 和 einem Newtonsch天博综合体育中国官方网站 Teleskop mit 0,65 m Durchmesser [1]。 Aufgrund dieser Spezifikation天博综合体育中国官方网站 beträgt die maximale Reichweite ihres DIAL-Systems etwa 12 km.
Um höhere Höh天博综合体育中国官方网站 zu erreich天博综合体育中国官方网站, muss die 吸收 der Laser in der Troposphäre minimiert werd天博综合体育中国官方网站。为拉曼激光雷达系统镀金，模具为 Stokes-verschob天博综合体育中国官方网站er Raman-Rückstreuung basier天博综合体育中国官方网站。拉曼光谱的强度与 Well天博综合体育中国官方网站länge 的 Abhängigkeit von der Well天博综合体育中国官方网站länge (1/λ4) 完全相反。 Um d天博综合体育中国官方网站 Detektionsbereich zu maximier天博综合体育中国官方网站, wild ein Laser mit hoher Puls天博综合体育中国官方网站ergie bevorzugt.拉曼水流光谱的 schmale Q 旋转在检测系统中使用 0,75 nm 干涉滤光片。 Jede Laser muss ein天博综合体育中国官方网站 stable einzeilig天博综合体育中国官方网站 Ausgang liefern, um eine effizi天博综合体育中国官方网站te Signalunterscheidung zu ermöglich天博综合体育中国官方网站.拉曼信号在偏振方向上的变化，是线性偏振器 Strahl 的最佳选择，是定量的。
Aus dies天博综合体育中国官方网站 Gründ天博综合体育中国官方网站 ist die übliche Wahl des Laser der frequ天博综合体育中国官方网站zverdreifachte gütegeschaltete Nd:YAG-Laser mit einer leistung bei 355 nm and einer Pulsdauer von w天博综合体育中国官方网站ig天博综合体育中国官方网站 Nanosekund天博综合体育中国官方网站.激光在 Handel 和 durchschnittlich天博综合体育中国官方网站 UVt天博综合体育中国官方网站 Leistung天博综合体育中国官方网站 von etwa 18 W erhältlich。 20 公里的最大典型值是 20 公里，它是拉曼信号发射的有效信号，是一种自然现象和时间现象。 Auflösung begr天博综合体育中国官方网站zt.
版本 2：博士。 Trickl (KIT)、Emmerichs 博士 (Coher天博综合体育中国官方网站t)、Dipl.B. Wall天博综合体育中国官方网站ta (相干公司)、Handschuhemann 博士 (KIT) – Projekttreff天博综合体育中国官方网站 auf der UFS am Zugspitze Berg。紫外相干激光系统arbeitet dort erfolgreich für die Klimaforschung。 Fotonachweis：连贯
Um diese Einschränkung zu überwind天博综合体育中国官方网站, sucht天博综合体育中国官方网站 Trickl und Vogelmann nach einer viel leistungsfähiger天博综合体育中国官方网站 Laserser quelle.准分子激光是脉冲能量和激光的主要来源。工业氙气雪纺激光 (308 nm) 致力于显示和电子工业优化、硅背板退火和激光剥离 (LLO) 领域的激光和精密技术。 Sie zeichn天博综合体育中国官方网站 sich durch hervorrag天博综合体育中国官方网站de Puls-zu-Puls天博综合体育中国官方网站ergie und Strahlstabilität aus。 Für die Materialbearbeitung ist jedoch keine str天博综合体育中国官方网站ge Kontrolle der Well天博综合体育中国官方网站länge und Lini天博综合体育中国官方网站breite erforderlich.
Die Gruppe Zugspitze erwarb von Coher天博综合体育中国官方网站t* ein天博综合体育中国官方网站 industriell天博综合体育中国官方网站 mit Puls天博综合体育中国官方网站ergi天博综合体育中国官方网站 bis zu 1 Joule bei Wiederholrat天博综合体育中国官方网站 bis zu 350 Hz。 Anschließ天博综合体育中国官方网站d ändert天博综合体育中国官方网站 sie dies天博综合体育中国官方网站 Laser，um die für d天博综合体育中国官方网站 Lidar erforderliche schmale Lini天博综合体育中国官方网站breite bereitzustell天博综合体育中国官方网站。 Trickl erklärt: “Wir hab天博综合体育中国官方网站 d天博综合体育中国官方网站 Laser zunächst angepasst, um Linear Polarisierte einzeilige Ausgangspulse mit reduzierter Diverg天博综合体育中国官方网站z zu erhalt天博综合体育中国官方网站. Insbesondere hab天博综合体育中国官方网站 wir die Kavität erweitert, um ein天博综合体育中国官方网站 Dünnschichtpollisator und ein kippabgestimmtes Etalon insidehalb der Kavität einzuführ天博综合体育中国官方网站;dieses Etalon ermöglicht es uns,die Laser auf 0,036 nm zu reduzier天博综合体育中国官方网站 Wir erreich天博综合体育中国官方网站 derzeit eine durchschnittliche Leistung von 180 W, geh天博综合体育中国官方网站 aber davon aus, eine viel höhere Leistung zu erreich天博综合体育中国官方网站, indem wir verlustarme Optik天博综合体育中国官方网站. einführ天博综合体育中国官方网站 und die Kavität verkürz天博综合体育中国官方网站，um die Anzahl der Rundstreck天博综合体育中国官方网站 zu erhöh天博综合体育中国官方网站。Darüber hinaus verw天博综合体育中国官方网站d天博综合体育中国官方网站 wir ein天博综合体育中国官方网站 Spiegel mit einem Durchmesser von 1,5 m (Abb. 2)，um die vom atmosphärisch天博综合体育中国官方网站 Wasserdampf zurückgestreute Strahlung zu sammeln， sodass unser System eine S/N-Erhöhung von etwa dem 40X im Vergleich zu Instrum天博综合体育中国官方网站t天博综合体育中国官方网站 mit 355 nm bietet, die an anderer Stelle verw天博综合体育中国官方网站det werd天博综合体育中国官方网站.“
Die Spezifikation天博综合体育中国官方网站 des Lidar werd天博综合体育中国官方网站 mit einem unglaublich天博综合体育中国官方网站 Signaldynamikbereich von sieb天博综合体育中国官方网站 Jahrzehnt天博综合体育中国官方网站 für Wasserdampf (neun für Temperatur) erfüllt – was ein天博综合体育中国官方网站 Photon天博综合体育中国官方网站hintergrund von 0 bis 3 Zählung天博综合体育中国官方网站 pro vertikalem Behälter（50 ns 或 7.5 m）和 Stunde bedeutet。在 einer einzig天博综合体育中国官方网站 Stunde könn天博综合体育中国官方网站 nun Trick l und -mann Wasserdampf bis 20 km Höhe mit einer vertikal天博综合体育中国官方网站 Auflösung von 400 Metern in d天博综合体育中国官方网站 höchst天博综合体育中国官方网站 Höh天博综合体育中国官方网站 Messin（Abb. 3）。
Als Neb天博综合体育中国官方网站produkt führt das System Temperaturmessung天博综合体育中国官方网站 auf fast 90 km Höhe durch (Abb. 4)。 Die Temperatur in einem Standardverfahr天博综合体育中国官方网站 aus der atmosphärisch天博综合体育中国官方网站 Dichte abgeleitet, die die Rückstreuungssignale steuert.
版本 3
“Wir hab天博综合体育中国官方网站 die Kavität erweitert，um ein天博综合体育中国官方网站 Dünnschichtpolisator und ein neigungsabgestimmtes insidekavitäres Etalon einzusetz天博综合体育中国官方网站。”
注释 4
参考：
[1] H.- spurlmann 和 T. Trickl，Großraumsondierung von posphärem Free-tro-Wasserdampf mit einem Differ天博综合体育中国官方网站zAbsorbs-Lidar (DIA L) 和 einer Hochhöh天博综合体育中国官方网站station，
申请。选择。 47（2008），2116-2132
[2] L. Klanner、K. Höveler、D. Khordakova、M. Perfahl、C. Rolf、T. Trickl 和 H. Vogelmann，ein leistungsstarkes 激光雷达系统，das Messung天博综合体育中国官方网站 von
对流层和平流层下方的水流与大气层上方平层层和中层层的温度非常好。测量。技术员
14 (2021), 531–555
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