摘要大气对激光光束的衰减是影响激光雷达性能的一个重要因素。在雾霾介质中，激光光束衰减严重，这极大的影响了激光雷达的性能。为了解决这个问题，在广泛调研的基础上，本文通过Monte Carlo仿真实验，模拟激光发射光束在雾霾介质中传输情况，研究雾霾对激光发射光束的衰减情况以及光束展宽现象。最后得到结论：雾霾介质会引起激光大幅度衰减，引起衰减的原因主要为气溶胶的散射，气溶胶的吸收与大气分子的衰减可以忽略不计；光束通过雾霾介质后激光能量集中在激光光束中心处，引起的展宽现象不明显。87448

毕业论文关键词  激光雷达  雾霾介质  Monte Carlo  大气气溶胶  激光衰减

毕业设计说明书外文摘要

Title  The Impact of the Transmitted Beam Propagation of         Near-infrared Laser Radar in the Haze               

Abstract Attenuation of the laser beam in atmosphere is An important factor for laser radar performance。 There is a serious attenuation for laser beam in the haze medium and that greatly affects the performance of laser radar。 To solve this problem, this paper studies the situation of laser beam attenuation and beam broadening that medium in haze aerosols caused when the laser transmitted beam propagates in haze medium and simulates the case of laser beam propagation in the haze media by Monte Carlo simulation on the basis of extensive research。 The result shows: haze medium can cause a significant attenuation of the laser and an inconspicuous beam broadening。 The main reason of attenuation is the aerosol scattering and atmospheric aerosol absorption and molecular attenuation are negligible。 The energy of the laser beam passed through the haze medium is concentrated in the center of the laser beam so that the beam broadening is not obvious。

Keywords  Laser Radar   Haze Medium   Monte Carlo   Atmospheric Aerosol   Laser Attenuation

目   次

1 引言1源-于Y优+尔-论.文:网www.youerw.com 原文+QQ7520^18766

1。1 研究背景1

1。2 国内外研究现状1

1。3 本文的主要内容2

2 激光雷达发射光束传播计算的基本模型4

2。1 激光雷达工作原理与组成4

2。2 激光发射光束的性质4

3 雾霾等大气介质的光传输特性描述7

3。1 大气对光的衰减特性7

3。2 雾霾天气下大气气溶胶的物理特性10

4 激光雷达发射光束传播的Monte Carlo仿真建模14

4。1 Monte Carlo方法简介14

4。2 光子传输问题描述14

4。3 Monte Carlo建模15

5 模拟结果分析与讨论23

5。1 探测器口径对激光发射光束的影响23

5。2 激光在雾霾气溶胶中衰减结果分析25

5。3 不同粒子数浓度下的光束展宽情况26

结论29

致谢30

参考文献31

1  引言

1。1  研究背景

1961年5月17日，第一台激光器诞生，在后来短短50多年里,激光技术作为一种新颖的技术迅速发展起来[1]，相继研制出各种激光器，并得到广泛的应用[2]。 

激光雷达即以激光光波作为载波的雷达，与传统雷达不同，其将光波作为目标，是一种功能为探测与定位的传感器。自第一台激光器问世以来，激光雷达结合了微波雷达技术与激光技术，发展迅猛，而且其应用也是越来越宽泛。激光雷达大部分工作为红外辐射的波段，主要应用在激光测距、成像、测速等领域。在近50年的发展中，计算机与微电子技术的不断发展促进了激光光源向着小型化、高效化的方向发展，同时其他零部件也得到快速发展，它们共同促使了激光雷达探测灵敏度、图像分辨率等大幅度的提高。与此同时，应用于不同场合不同用处的激光雷达相继问世，比如微脉冲激光雷达、拉曼激光雷达等。在软件方面，创建了各式各样的数据库与多模传感器数据融合技术；发展了高重复率和低能量短脉冲激光技术，这项技术对于人眼来说是安全的；在集成化、小型化以及可靠性方面都取得了较大的进展[3]。论文网