编者按:从兰州大学获悉,该校黄建平教授科研团队历时八年科研攻关,成功研制出日我国首台多波段拉曼—荧光激光雷达系统,该系统可高精度探测大气污染物的性质,监测及预警沙尘暴、雾霾天气。
这套装置是兰大黄建平教授科研团队研发出的一套具有自主知识产权的激光雷达系统,在国内尚属首台,在国际上仅有少数发达国家拥有。自上世纪60年代激光雷达问世后,以欧美日等国为代表的西方国家相关技术遥遥领先,而我国目前在全球气候变化、环境污染、空间环境检测等领域都对激光雷达技术有着大量需求。黄建平团队从2006年就将此定为优先研究方向。
该系统可高精度探测大气污染物性质,监测及预警沙尘暴、雾霾天气,还可被用于卫星数据校正、医疗气象观测等领域,其相关技术处于国际先进水平。
黄建平教授介绍说,这台荧光激光雷达系统包含微弱信号探测技术、高精度分光技术、光机设计和加工技术等高新技术,可获知大气污染物的重要性质,不仅能监测沙尘暴、雾霾天气,还能对沙尘暴、雾霾天气进行预警,对雾霾的成分进行分析,追踪雾霾来源,可实现对大气状态的高精细探测。还可应用于医疗气象、生态环境以及校正卫星资料等领域。
“雾霾是当下关注的焦点之一,但大家对于雾霾的成因、成分等问题的认识还不够,一个手持雾霾检测仪器,只能得到一个点的空气质量数据,而这台激光雷达系统的激光有效高度能达到25公里,可以检测到不同高度的雾霾变化数据,而且精度很高。”课题组成员黄忠伟说。
经过多年研究,该套系统已经调试成功并进行了观测。据团队研究人员黄忠伟介绍,这套设备的先进之处在于3道激光光束发射出以后,遇到空气中的颗粒物反射回来,能够回收38个波段信号,比普通激光雷达系统有大幅度提升,有助于从不同角度了解颗粒物的性质和成分。此外,返回后的信号经过一台先进小型光谱仪回收,可以进入电脑实现信号的再分析。
这台荧光激光雷达系统是否具备产业化的技术条件呢?这项技术什么时候能运用到我们的实际生活中呢?黄建平教授介绍说,目前,该系统的部分技术已申请到国家专利,单从技术方面来说已经具备了产业化的条件。黄建平告诉记者,他们准备向科技部申请“863”计划支持,如果能获得科技部的支持,在五年之内就可以产业化。
业内专家认为,多波段拉曼—荧光激光雷达系统的成功研制,将大大降低我国购置相关产品的成本。
据介绍,该成果不仅填补了兰州大学在激光雷达领域的研发空白,也标志着兰州大学跻身掌握世界先进激光雷达技术的行列,这是继该团队日前荣获2013年度国家自然科学二等奖之后的另一项重大科学研究进展。