Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Выбор безопасных для зрения длин волн излучения в УФ и ближнем ИК спектральных диапазонах для задач дистанционного зондирования

# 02, февраль 2016
DOI: 10.7463/0216.0832497
Файл статьи: SE-BMSTU...o122.pdf (1528.18Кб)
авторы: Белов М. Л.1,*, Городничев В. А.1, Кравцов Д. А.1, Черпакова А. А.1

УДК 621.375

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Внедрение лазерных систем дистанционного зондирования связано с определенной опасностью для органов зрения человека. Cтруктуры глаза, и в первую очередь сетчатка, являются основным критическим органом по отношению к лазерному излучению.
В работе с использованием оптических моделей атмосферы, корректно работающих как в УФ, так и ближнем ИК диапазоне, проводится выбор безопасных для зрения длин волн излучения в УФ (0,355 мкм) и ближнем ИК (~1,54 и ~2 мкм) спектральных диапазонах с точки зрения величины регистрируемого лидарного сигнала для задачи лазерного зондирования природных образований и задачи лазерного аэрозольного зондирования в земной атмосфере.
Показано, что, подходящие по характеристикам для дистанционного зондирования лазеры можно выбрать как в УФ диапазоне (на длине волны 0,355 мкм), так и в ближнем ИК диапазоне (на длинах волн ~ 1,54 или ~ 2 мкм).
Молекулярное рассеяние максимально (для выбранных длин волн) для длины волны 0,355 мкм в УФ диапазоне и минимально для длин волн 1,54 и 2,09 мкм в ближнем ИК диапазоне. Основной вклад в молекулярное поглощение на длине волны 0,355 мкм вносит озон. В ближней ИК области спектра поглощение излучения происходит за счет паров воды и углекислого газа.
Расчеты показывают, что суммарный эффект молекулярного поглощения и рассеяния не сильно влияет на прохождение излучения как для длины волны 0,355 мкм в УФ диапазоне, так и для длин волн 1,54 и 2,09 мкм в ближнем ИК диапазоне для трасс зондирования ~ 1 км.
Одним из основных факторов ослабления лазерного излучения в земной атмосфере является рассеяние излучения аэрозольными частицами.
Результаты расчетов на длинах волн 0,355 мкм, 1,54 и 2,09 мкм для нескольких моделей атмосферы показывают, что выбор наиболее эффективной (с точки зрения величины регистрируемого лидарного сигнала) и безопасной для зрения длины волны излучения сильно зависит от задачи зондирования. Для задачи зондирования природных образований из безопасных для зрения длин волн существенное преимущество имеет длина волны 1,54 мкм в ближнем ИК диапазоне. Однако, для задачи аэрозольного зондирования длина волны 1,54 мкм в ближнем ИК диапазоне не имеет явного преимущества перед длиной волны 0,355 мкм в УФ диапазоне.

Список литературы
  1. Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2013. 478 с.
  2. Козинцев В.И., Белов М.Л., Орлов В.М., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Основы импульсной лазерной локации. 2-е изд., доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2010. 572 с.
  3. Федотов Ю.В., Матросова О.А., Белов М.Л., ГородничевВ.А. Метод классификации нефтяных загрязнений на земной поверхности, основанный на регистрации флуоресцентного излучения в пяти узких спектральных диапазонах // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27, № 08. С. 739-742.
  4. ГОСТ 31581-2012. Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий. М.: Стандартинформ, 2013. 24 с.
  5. Матвиенко Г.Г., Заде Г.О., Фердинандов Э.С., Колев И.Н., Аврамова Р.П. Корреляционные методы лазерно-локационных измерений скорости ветра. Новосибирск: Наука, 1985. 223 с.
  6. Measures R.M. Laser Remote Sensing: Fundamentals and Applications. Malabar, Florida: Krieger Publishing Company, 1992. 510 р.
  7. Городничев В.А., Белов М.Л., Иванов С.Е., Филимонов П.А., Кувшинов А.В. Оценка дальности обнаружения лидаром сдвига ветра на разных высотных уровнях в тропосфере // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 6. С. 232-246. DOI:10.7463/0614.0715345
  8. Козинцев В.И., Белов М.Л., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Расчет яркости фона и ослабления лазерного излучения в ультрафиолетовой области спектра. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 66 с.
  9. LitronLasers: website. Режим доступа: http://www.litronlasers.com/ (дата обращения 02.12.2015).
  10. EKSPLA: website. Режим доступа: http://www.ekspla.com/products (дата обращения 02.12.2015).
  11. LOTISTII: website. Режим доступа: http://www.lotis-tii.com/rus/index.php (дата обращения 02.12.2015).
  12. SOLARLASERSYSTEMS: website. Режим доступа: http://solarlaser.com/ru/ (дата обращения 02.12.2015).
  13. СМ-Лазер: сайт. Режим доступа: http://sm-laser.by/ifl-n5030-opo/ (дата обращения 02.12.2015).
  14. OPOSeries // Nanointek: website. Режим доступа: http://www.nanointek.ru/assets/files/OPO.pdf (дата обращения 02.12.2015).
  15. Оптика лазеров. 1.5 мкм частотный лазер на эрбиевом стекле с диодной накачкой // Npkgoi: сайт. Режим доступа:http://www.npkgoi.ru/?module=articles&c=profil&b=14&a=1 (дата обращения 02.12.2015).
  16. Лазеры и оптические системы: сайт. Режим доступа: http://www.los.su/ru/produktsiya.html (дата обращения 02.12.2015).
  17. ЛОМО: сайт. Режим доступа: http://www.lomo.ru/site/index.php?ct=0 (дата обращения 02.12.2015).
  18. Захаров Н.Г., Антипов О.Л., Шарков В.В., Савикин А.П. Эффективная генерация на длине волны 2,1 мкм в лазере на кристалле Ho: YAG с накачкой излучением Tm: YLE-лазера // Квантовая Электроника. 2010. Т. 40, № 2. С. 98-100. Режим доступа: http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=qe&paperid=14258&option_lang=rus (дата обращения 02.12.2015).
  19. Дуань С.М., Цуй Ц., Ли Л.Ц., Дай Т.Й., Юй К.К., Яо Б.Ц. Ho: YAG-лазер с двухсторонней накачкой и высокой выходной энергией // Квантовая Электроника. 2015. Т. 45, № 8. С. 701-703. Режим доступа: http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=15571 (дата обращения 02.12.2015).
  20. AQS Ho: YAG SERIES // IPG PHOTONICS: website. Режим доступа: http://www.ipgphotonics.com/Collateral/Documents/English-US/AQS%20HoYAG_IPG_datasheet.pdf (дата обращения 02.12.2015).
  21. Прозрачность земной атмосферы // Bourabai.kz: сайт. Режим доступа: http://www.bourabai.kz/physics/3115.html (дата обращения 02.12.2015).
  22. Тымкул Л.В., Тымкул В.М. Системы инфракрасной техники. Новосибирск: СГГА, 2011. 40 с.
  23. Теория теплового излучения и прохождение излучения через атмосферу // Электрические сети: сайт. Режим доступа: http://leg.co.ua/arhiv/raznoe-arhiv/sistemy-teplovideniya-6.html (дата обращения 02.12.2015).
  24. КрековГ.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1982. 198 с.
  25. Handbook of Geophysics and space environment / ed. by S.B. Valley. AFCRL, US Airforce, 1965.
  26. USGS Digital Spectral Library 06 // USGS: website. Режим доступа:http://speclab.cr.usgs.gov/spectral.lib06 (дата обращения 02.12.2015).
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)