中国科大在相干测风激光雷达系统研制特别取得重大突破

北师大在相干测定风激光红外线该系统研制方面争得突飞猛进

近日，窦贤康副教授激光红外线指导工作团队在相干测定风激光红外线方面实现突飞猛进，首次实现3米和0.1秒的全球三高视界分辨率的高速向外目视定。该成就发表在国际知名反射镜Journal《反射镜快报》上(Optics Letters 47, 3179(2022))，获得国内外几位普遍瞩目，并在本刊周期内保持下载百万个Top1。

米级分辨率的大气向外探测器定在航空航天确保安全、高价值能够保障、参数系统对等方面具有相当规模。实现“看的远、看的梗，测定的快、测定的嗣后”的向外目视定是对测定风激光红外线的极为重要挑战。为了赚取3米和0.1秒视界分辨率的向外，需再大大提高既有激光红外线信号检测定灵敏度2个数量级以上。指导工作团队通过在激光光源、反射镜通信该系统、高速数据采集晶体管和数据处理算法上对激光红外线进行全面优化，并在短时分析、高频率编码新提出一种新的反线性，大大大大提高了向外反演准确度和稳健性，最终实现了一套全国产化的“产品级”测定试样机。该红外线指导工作波长为1550.1纳米，具有人眼确保安全、电子元件轻巧（整装电子元件40公斤）、指导工作安定、周边环境灵活性强等特点。

通过外场对比次测试，该红外线样机向外目视定结果与定标电子元件对比误差低于0.5m/s。为进一步测定试红外线目视定效率和周边环境灵活性，指导工作团队利用该红外线在盐城市该线站探查测定量了高速动车组尾流中的向外结构。红外线在无人值守下紧接著安定指导工作最多100两星期，获得了3米和0.1秒高视界分辨率下的350km/h的该线尾流紧接著目视定，并首次利用激光红外线捕捉到该线尾流中到类似于卡门涡街的向外结构，与计算流体力学模拟结果高度一致。

审稿人对该指导工作则有了高度评价，称赞“目视定结果是引人注目和印象深刻的”(results of this hyperfine coherent Doppler wind lidar is attractive and impressive)、“迄今为止首次实现紧接著目视定的高分辨率结果”(this is the first time that the continuous observation results with the spatial and temporal resolution of 3 m and 0.1 s are shown)。

宇宙和周边环境科学大学的梁晨博士是博士论文第一作者，薛向辉副教授和王冲所长为博士论文协同通讯作者。该指导工作获得了重点重大项目、量子科技创新计划案、广东省课题各个领域研发计划案重大项目、浦东新区重大科技专项、中央高等学校基本科研基金的支持。

图1 3米一段距离分辨率相干测定风红外线测试控制器：(a)测试控制器原件；(b)夜间目视定；(c)夜间目视定；(d)反射镜该系统及晶体管控制下面；(e)紧接著5分钟目视定的风力举例来说（时间分辨率为1秒）。

图2 该线尾流向外结构目视定及模拟结果：(a)红外线目视定的0.1秒分辨率尾流中向外举例来说；(b)基于CCM+模拟的300km/h调试动车组的尾流向外结构。

校对：李娜 查核：钱财张杰 初审：于衍来