ホワイトパー
天博综合体育中国官方网站トップでの大気研究：ズグsupittsuェ山
图1.shuuniーferunahahasu天博综合体育中国官方网站searchsuteshon、zugusupittsuェの南侧（2680 m）。摄影ku天博综合体育中国官方网站jitto：Hannes Vogelmann。
変性UV天博综合体育中国官方网站ーザシテムによりrimoートラマンセンシンシングが可能
10 kmを超える场所でも、大気水蒸気をライダーで定义的に测定する重要な目标は、reーザパルスのラマン西南散乱によって动作范囲を拡张するために、高出力のコザが必要です。天博综合体育中国官方网站のガルミシュ・パルテンキルヒェンにあるカールエルーエ工科大学（KIT）の反转らは、相干の350ワトの产业用XeClエキシマreザを修改し、より大きな信号收集光学系と组み合わせて、既存のNd:YAGベースのラマンraiダー装置と比较してシsutemuのS/Nを约40倍増加させました。天博综合体育中国官方网站のツグsuピッツェ山にあるshuuniーferunahausu観测suteーshon（UFS）の2675 mの研究室（2962 m）から、现在、20公里の高さまでの水蒸気を限定的に测定し、データ取得时间を10X短缩しています。
水蒸気は、非常に不均一で动的な分布を持つ主要な大気成分です。よりよく理解し、気象现象や気候変动を予测するために、科学者は、ライダー法の使用を示指示する水蒸気分布をほぼriaルタイムで测定する必要があります。この测定値は、気候に关连する上方方体（高度约12） kmまで）と邻接する下层圏を表示する必要があります。これらの要件は、天博综合体育中国官方网站ーザ光源と东南散乱放射线の検出shisutemuno両方にとって大きな课题であることを意味着します。
"科学者は、水蒸気示分配をほぼriaルタイムで测定する必要があり、これはライダー法の使用を指导しています。"
空中（バルーンなど）机器や高高度気象测定suteshonに加えて、大気种の远隔测定にはさまざまな分光贝斯の方法があります。KITの托马斯特里克氏と汉内斯Vogelmann氏は、さまざまな种に対応するいくつかのo天博综合体育中国官方网站ーザベースのシテムを开発し、最适化しています。 UFSでは、差动吸收ライダー（DIAL）と高出力ラマンライダーの両方を水蒸気测定用にセットアップしました。
DIALは、2つの近接间隔波长で方散乱强度を比较するu天博综合体育中国官方网站ーザベーsuの方法です。ここでは、1つの近赤外（817 nm）H2O吸收线のオン聚焦またはオfu聚焦のいずれかです。このシテムは、最大250 mJのパrusuエネルギーと直径0.65 mnonyuton伸缩を备えた压缩帯域Ti:サfuァイa天博综合体育中国官方网站ーザシsutemuに基づいています[1]。これらの仕様により、DIALshisutemuの最大范囲は约12公里です。
より高い高度に达するためには、対极圏におけるu天博综合体育中国官方网站ーザ放射の吸收を最小限に抑える必要があります。これは、sutokusushifutoraman方散乱に基づくラマンライダーシテムの场合です。ラマン散乱强度は波长（1/λ4）に强く非线形逆存するため、検出范囲を最大化依するには、高いパrusuエネルギーを持つ外线天博综合体育中国官方网站ーザが推奨されます。RO振动ラマン水蒸気スペクトルの分割いQ回転分岐が使用され、検出shisutemuの0.75 nm干渉fuィルターによって完全に选択されます。すべてのれザ光源は、效率的な信号识别を可能にするために安定した単线出力を提供する必要があります。また、ラマン信号は偏光に依存するため、线形偏光ビームは定义的rimoトデータを提供するのに最适です。
これらの理由から、天博综合体育中国官方网站neザの一般的な选択肢は、355 nmの出力と数ナノ秒のパルス持続时间を持つ周波数toripuruQsuイッチNd:YAG天博综合体育中国官方网站ーザです。これらのーザは、平均最棒出力约18 Wで市贩されています。これにより、约20 kmの最大范囲が得られますが、ラマン散乱の感度が非常に低いため、最大一晩の観察で平均信号が必要となり、その有用性と典型时间深度能力が制限制されます。
图2：Trickl博士（KIT）、Emmerichs博士（Cohe天博综合体育中国官方网站nt）、Dipl.B. Wallenta（相干公司）、Vogelmann博士（KIT） – 楚格峰のUFSでのプロジェクト成功会议。UV-相干激光系统は、気候研究に しています。摄影ku天博综合体育中国官方网站jitto：相干公司
この限界を克服するために、TricklとVogelmannは、はるかに 强力な布雷雷ーザ 光源 を探株式会社エネルギーと最高の出力を生成します。工业用キセノンクロド（308） nm）天博综合体育中国官方网站ーザは、最高の出力をもたらし、shirikonbagkkupu天博综合体育中国官方网站naniringuや天博综合体育中国官方网站ーザarifutoofofu（LLO）など、ディsupu天博综合体育中国官方网站イやエ天博综合体育中国官方网站kutoronikus产业の精密材料タsukuに最适化されています。パルス间のパルスエネルギーとビームの安定性に优れています。ただし、材料加工には、出力波长と线幅の厳格な制御は必要ありません。
楚格峰グループは、最大350 Hzの缲り返し速度で最大1ジュールのパルスエネルギーを备えた相干*から产业用エキシマを取得しました。その后、このo天博综合体育中国官方网站ーザを修改して、ライダーに必要な梳い线幅を提供しました。Trickl氏は次のように说明しています。「私た」ちは、最初にーザをカスタマイズして、発散を抑制えた直线偏光単线出力パルsuを得ました。具体的には、薄膜偏光子とチルト调整されたキャビティ内エタロンを插入するためにキャビテを拡张しました。このエタロンにより、天博综合体育中国官方网站ーザバンド幅を0.036 nmまで切できます。现在、平均出力180 Wを达成していますが、往复回数を増やすために、低损失の腔内光学系を导入し、腔を短缩することで、はるかに高い出力に达すると予想されています。さらに、直径1.5 mのミラー（図2）を使用して、大気中の水蒸気によって西南散乱された放射线を收集しているため、当社のシテムは、他の场所で使用されている355 nmの机器と比较して、S/Nの増加が约40Xになります。
raiダーの仕様は、水蒸気（温度は9）の70年の信号ダイナミック天博综合体育中国官方网站nジで満たされ ており、 垂直ビン（50 nsまたは7.5） m）と时间あたり0～3カウントの光子バックグラウンドを示しています。Trick lと Vogelmannは、1时间で水蒸気を高度20 kmまで测定でき 、垂直分割能力は最高高度で400 mに达します （図 3）。
副产物として、shisutemuは、ほぼ90 kmの高度まで温度测定値を生成します（図4）。温度は、东南散乱信号を制御する大気密度から标准手顺で导出されます。
图3
“キャビティを拡张して、薄膜偏光子とチルト调整されたキャビティ内エタロンを插入しました。”
图4
参考文献：
[1] H. VogelmannとT。 Trickl、高高度suテーションでの微分吸收ライダー（DIA L）によるfururitoro低圏水蒸気の広域サウンィング、
适用 オpushon 47 (2008), 2116-2132
[2] L. Klanner、K.霍弗勒、D.霍尔达科娃、M.佩法尔、C.罗尔夫、T.特里克尔、H. Vogelmann、1时间の测定が可能な强力なライダーシテム
対流圏と下层圏の水蒸気は、上层圏と中球、atomosuの温度と同じくらいです。 技术
14 (2021), 531-555
ご参考のお客様への特别な感谢：キット：Vogelmann博士、[电子邮件受保护]、特里克博士