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生物气溶胶是一种具有生命活性的特殊物质,与普通气溶胶相比,其在空气中的扩散、传播可能会导致更大危害比如人类、动植物疾病的流行传播。为了有效地防止大气中生物气溶胶对人类造成危害,对生物气溶胶的种类鉴别和浓度探测进行研究具有重要的意义。
本论文致力于探测生物气溶胶荧光激光雷达的理论研究。全文分为两部分:第一部分叙述了激光雷达大气探测的物理基础、激光雷达的基本结构和各单元的工作原理,生物气溶胶的基本特性以及对其遥感探测的重要意义及实现探测的基本原理,并介绍了国内外探测生物气溶胶荧光激光雷达的研究进展。第二部分给出了两种适用于探测生物气溶胶荧光激光雷达系统的设计方案,并对两种设计方案的可行性和合理性进行论证。对设计方案Ⅰ的探测性能进行了全面的数值模拟计算,并对系统进行了误差分析和讨论,得到了比较满意的结果。为了克服方案Ⅰ在种类识别方面的局限性,针对生物气溶胶荧光光谱的激发特征设计了第二种探测方案,并对该方案的可行性进行了简要的论证。该方案在理论上能对所探测到的大部分生物气溶胶的种类进行更加准确的识别。最后对两种方案的探测能力及其优缺点进行了简要对比分析。