Устройство для дистанционного зондирования температуры атмосферы

(5 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОП И ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ 2(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННО ГО ЗОНДИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ АТМОСФЕРЫ, содержащее источник импульсного монохроматического излучения, приемное оптическое устройство, двойной монохроматор и фотоэлектронные умно" жители, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью уменьшения уровня помех от фонового излучения, оно снабжено установленным перед входной щелью монохроматора интерферометром фабри-Перо, база которого равна 1/8 В, а длина волны возбуждающего1и вС 21) 2584114 22) 01,0).7 46) 30.02.9 71) Институ Бюл. Г 4 птики атмосферы СО АН С.ССР (72) (56) зд Н. Йегеп Аулов 1974,Т БМппг Кадаг Сопе оп Ьазег.енЬег, З-б,в ТЧ Всерному1976,союзногоондированию189. симпо атмос злучения р-, где и ращательная константа молекуль а, а К - целое число.о" структуру, и сн ет этим точностьизмерений.Наиболее близким к описываемому О является устройство, содержащее передатчик монохроматического излуче-О ния в атмосферу, оптическое устрой- бд ство для приема рассеянного атмосфе- ОО рой излучения, двойной монохроматор для выделения участков чисто вращательного спектра СКР азота (Я ) икислорода (0) и фотоэлектронйые умножители для преобразования оптических сигналов в электрические.Целью изобретения является умешение уровня помех от Фонового иэчения,нь лу то дост о снабжен СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРСПАТЕНТ СССР) Ю.Ф,Аршинов1 паЪап Н., КоЪауав 1пегпаг.опа 1 Ьазсе - БхЪ Сопйегепр 11 егдс Бгцй 1 ев, Бер.1 арап.зисы докладозиума по лазФеры, Томск,Изобретение относится к области метеорологических измерений и может быть использовано на метеостанциях и в лазерном зондировании атмосФеры.Известны устройства для дистанционного определения температуры атмосферы методами лазерного зондирования, основанные на использовании чисто вращательного спектра спонтанного комбинационного рассеяния света (СКР) молекул азота и кислорода, в которых участки чисто вращательного спектра . выделяются с помощью монохроматора.Однако их работа ограничена ночными условиями из-эа влияния фона сплошного спектра излучения неба, которое является помехой при регистрации спектра СКР, имеющего дискретную тся тем, что устройстановленным перед вход 696838ной щелью монохроматора интерферометром фабри-Перо, база которого равна 1/8 В 1, а длина волны возбуждающего излучейия1Вн (К + 3/2где В - вращательная константа моНлекулы азота, 10К - любое целое число.На чертеже изображена схема устройства.Устройство включает источник 1 импульсов монохроматического излучения в атмосферу, приемное оптическое устройство 2, интерферометр фабри-Перо 3 Фокусирующую оптику 4, двойной монохроматор 5 и блок 6 Фотоэлектронных умножителей. 20Источник 1 направляет в атмосферу импульс мо юхроматического излучения. Приемное оптическое устройство 2 при- нимает рассеянное атмосферой излуче ние и в виде коллимированного пучка направляют его на интерферометр 3., Далее прошедшее через интерферометр бабри-Перо излучение с помощью фокусирующей оптики ч направляется на З 0 входную щель двойного монохроматора 5. Интенсивность выделенных двойным монохроматором 5 участков чисто.вращательного спектра СКР молекул азота регистрируется Фотоэлектронными умножителями 6.35Поскольку чисто вращательныеспектры СКР азота и кислорода содержат наборы практически эквидистант ных линий, то Фоновое излучение,.всегда имеющееся в атмосфере в видимом диапазоне длин волн, не совпадающее по длинам волн с линиями СКР, можно удалить из спектра рассеянного излучения с помощью интерферометра фабри-Перо, Известно, что функция пропускания интерферометра фабри"Перо для коллимированного пучка света представляет собой периодическую Функцию, имеющую набор равноотстоящих в шкале частот максимумов, рас стояние между которыми равно 12 егде 1: - база интерферометра.другой стороны расстояние между линиями чисто вращательного спектра СКР Г или О в шкале частот определяется вращательной константой молекулы В см- и равно ЧВ для линий разной четности и 8 В для линий одной четности, Так как концентраций молекул И в четыре раза больше, чем О, а сечения рассеяния почти одинаковы, то интенсивность линий СКР азота такие больше. Поэтому нужно подобрать базу интерферометра так, чтобы максимумы его функции пропускания совпадали с линиями чисто вращательного спектра СКР азота. Для этого с должна равняться е = 1/8 В 1 . При этом длина волны возбуждающего излучения ф должна удовлетворять условию1"в 1 К, 3 Ф/5.игде К - любое целое число. Это условие вытекает из того, что первые линии азота во вращательном спектре СКР отстоят от частоты возбуждающего излучения на 8 В ц по обе от нее стороны, т,е. (1/%с 1/ ьр. скР= 6 Вц, с одной стороны, и с другой сторойы, частота 1/%вР сР должна совпадать с частотой одного из максимумов функции пропускания интерферометра - 1/9 = К/2 с = 4 В К, где К - любое целое число.Таким образом, если в коллимированный пучок помещают интерферометр фабри-Перо с базой е = 1/8 В , то тем самым "очищается" излученйе от Фона, не совпадающего по длинам волн с линиями вращательного спектра СКР. Далее прошедший через интерферометр свет с помощью фокусирующей оптики подается на входную щель двойного монохроматора, где по известной схеме выделяются участки вращательного спектра, измеряются их интенсивности, из отноШения которых далее находится значение температуры.696838Составитель Редактор Т.карганова Техред М.Моргентал Корректор М.Самборскаят Заказ 1090 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101