中國科學技術大學竇賢康課題組夏海云與潘建偉課題組張強合作，在國際上首次實現(xiàn)基于超導納米線單光子探測器的雙頻多普勒測風激光雷達。采用最精簡的光學結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了系統(tǒng)最高穩(wěn)定性，極大提高了測風激光雷達的實用性和可靠性，更適合機載、星載平臺運行。成果日前發(fā)表在國際著名光學期刊《光學學報》上。
 　　傳統(tǒng)相干探測激光雷達采用更短激光脈沖，相干效率會隨時間下降，實時數(shù)據(jù)采集和處理均面臨巨大挑戰(zhàn)，需要大氣回波和本振信號波前匹配，也增加了制造和運行難度。由于直接探測測風激光雷達可以利用大氣分子、氣溶膠的回波信號反演風場，其工作波長可以覆蓋紫外到紅外，因而直接探測激光雷達則可以避免這些問題。
 　　“該直接探測激光雷達工作在1548.1納米，該紅外波長人眼允許曝光功率最高、大氣透過率最優(yōu)、太陽和天空輻射背景低。”夏海云博士介紹說，該工作波長屬于光纖通信C波段，光電集成器件成熟，全光纖構(gòu)造的系統(tǒng)采用了單個雙頻光纖激光器、單個單通道光學鑒頻器、單個單模探測器，不需要重復校準。
 　　據(jù)了解，這種最精簡的構(gòu)造提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可以模塊分離式安裝。因此，該系統(tǒng)更適合在機載、艦載、星載等大溫差、強震動平臺上運行。在外場試驗中，采用弱激光光源、小望遠鏡，在10米高度分辨率、10秒時間分辨率條件下，實現(xiàn)了2.7千米高度以下大氣的風切變探測。
 　　夏海云說，該系統(tǒng)可應用于大氣污染溯源和擴散預報、航空氣象保障、氣象氣候?qū)W研究、風電系統(tǒng)的管理和調(diào)配等。在軍事應用上，包括彈道修訂、航母作業(yè)、臨近空間環(huán)境保障、精準空投和空中加油等都有很好的前景。
 　　編輯點評
 　　傳統(tǒng)相干探測激光雷達采用更短激光脈沖，相干效率會隨時間下降，實時數(shù)據(jù)采集和處理均面臨巨大挑戰(zhàn)。科研人員首次實現(xiàn)基于超導納米線單光子探測器的雙頻多普勒測風激光雷達，采用最精簡的光學結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了系統(tǒng)最高穩(wěn)定性，極大提高了測風激光雷達的實用性和可靠性。