МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ГЕТЕРОДИННЫЙ СПЕКТРО-РАДИОМЕТР БЛИЖНЕГО ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА
гетеродинная спектроскопия лазерная спектроскопия инфракрасный парниковые газы дистанционное зондирование
Изобретение относится к инфракрасной спектро-радиометрии высокого разрешения, позволяющая исследовать изолированные линии поглощения исследуемых молекулярных газов со сверхвысоким спектральным разрешением в ближнем инфракрасном диапазоне. Изобретение может быть использовано для дистанционного измерения концентрации парниковых газов (ПГ) и загрязняющих веществ (ЗВ), содержащихся в атмосфере Земли. Измерения могут проводиться как с наземных измерительных станций, для исследования долговременной динамики изменения содержания ПГ и ЗВ в точке, так и с движущихся платформ, например, беспилотных или управляемых летательных аппаратов и орбитальных зондов, для охвата обширных территорий и построения карт глобального распределения уровня содержания ПГ и ЗВ в атмосфере. Сверхвысокое спектральное разрешение позволяет получать пространственное распределение ПГ и ЗВ в столбе атмосферы в точке измерения, а также определять проекцию скорости воздушного потока на направление линии визирования. Таким образом, представляемое изобретение является надежным, компактным и высокоточным измерительным прибором для исследования состава и структуры атмосферы и дистанционного контроля содержания ПГ (СН4, СО2, Н2О и О2) и ЗВ (СО и NO2).
Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является создание многоканального волоконно-оптического лазерного гетеродинного спектро-радиометра высокого разрешения ближнего инфракрасного диапазона для одновременного измерения нескольких типов атмосферных ПГ и ЗВ, который позволил бы значительно сократить время накопления сигнала, увеличить отношение сигнал/шум и увеличить чувствительность и точность проводимых измерений.
  Данная задача решается за счет того, что предлагается многоканальный волоконно-оптический гетеродинный спектро-радиометр ближнего инфракрасного диапазона, характеризующийся тем, что включает в себя систему из нескольких оптических приемных устройств, прерыватель принимаемого оптического сигнала, гетеродин, представляющий собой диодный лазер с распределенной обратной связью с высокоточной стабилизацией частоты излучения и одномодовым волоконным выводом, кварцевые одномодовые волоконные разветвители сплавного и планарного типов, использующиеся как для разделения, так и для совмещения оптических сигналов, реперный канал, состоящий из оптической кюветы и электронного блока регистрации оптического сигнала, систему аналитических каналов, состоящих из фотодиода и предусилителя с полосой пропускания, обеспечивающей высокое спектральное разрешение прибора, блок обработки сигнала на промежуточной частоте, включающий аналого-цифровой преобразователь и вычислительный блок на основе ПЛИС, и блок управляющей электроники, включающий прецизионный перестраиваемый источник тока гетеродина.
Предлагаемый спектро-радиометр может применяться в составе различных полевых, бортовых и промышленных систем, предназначенных для мониторинга состояния окружающей среды и климата; Изобретение предоставляет информацию о содержании ЗВ и ПГ в атмосфере с высокой точностью на основе спектральных измерений с высоким разрешением. Измеряемые данные обладают высокой информативностью, так как высокое спектральное разрешение позволяет дополнительно извлекать информацию о структуре и динамике атмосферы, а именно о вертикальном распределении концентраций ЗВ и ПГ, а также о вертикальном профиле поля скоростей воздушных потоков в тропосфере и нижней стратосфере.
Предлагаемый спектро-радиометр может применяться в составе различных полевых, бортовых и промышленных систем, предназначенных для мониторинга состояния окружающей среды и климата; Изобретение предоставляет информацию о содержании ЗВ и ПГ в атмосфере с высокой точностью на основе спектральных измерений с высоким разрешением. Измеряемые данные обладают высокой информативностью, так как высокое спектральное разрешение позволяет дополнительно извлекать информацию о структуре и динамике атмосферы, а именно о вертикальном распределении концентраций ЗВ и ПГ, а также о вертикальном профиле поля скоростей воздушных потоков в тропосфере и нижней стратосфере.
Александр
Родин
Вячеславович
Исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии
Кандидат физико-математических наук
Отсутствует
-
7101726289
https://www.researchgate.net/profile/A-Rodin-4
РОССИЯ
Виталий
Баган
Анатольевич
Проректор по научной работе
РОССИЯ
29.33.49
Лазерная спектроскопия
01.03.SY
OPTICS
Искандер
Газизов
Шамилевич
Разработка прототипа изобретения. Написание заявки
РОССИЯ
Максим
Сиридонов
Владимирович
Научное консультирование
РОССИЯ
Сергей
Зеневич
Геннадьевич
Разработка прототипа изобретения. Написание заявки.
РОССИЯ
Александр
Родин
Вячеславович
Руководство проектом. Написание заявки.
РОССИЯ
Дмитрий
Чурбанов
Владимирович
Обработка данных прототипа изобретения.
РОССИЯ
РФФИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ"
1037739411489
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский фонд фундаментальных исследований"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
МФТИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский  университет)"
1027739386135
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные автономные учреждения