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图文:研制出国际上首台大气探测量子激光雷达

来源:楚天金报

  发布:星之球科技

关键词:激光 激光技术 量子激光雷达

2017-12-04

 
 
楚天金报讯 图为窦贤康

研制出国际上第一台大气探测量子激光雷达;揭示中性大气与电离成分作用机制,在国际上首次在低纬地区探测到高达170km的热层钠层;首次提出若干大气波动影像中高层大气变化性的新机理,为中高层大气建模和精准预报奠定基础……昨日,武汉大学校长窦贤康当选为中国科学院地学部院士。
在武汉大学提到校长窦贤康,很多人会说他“低调务实、有亲和力、有担当、善于招才、关爱学生”。但鲜为师生所知的是,长期从事中高层大气观测研究的窦贤康,其学术成果也是业界一流的。
中高层大气与空间环境的耦合一直是空间物理学的重大前沿问题,同时,中高层大气也是中高空高速飞行器等新型武器的飞行区域,但中高层大气气体稀薄,其中自由电子更为稀疏,导致各种遥感回波信号微弱,探测极其困难。基于以上科学研究和军事应用的需求,解决中高层大气的探测问题显得尤为重要和迫切。围绕着中高层大气最难探测的风场要素,窦贤康率领团队展开技术攻关,解决了“千兆赫”瑞利宽谱的大气分子散射中“兆赫兹”多普勒频移量检测问题,以及影响测量精度的激光频漂等技术难题,在国内率先实现对流层以上高空风场的激光雷达探测。国际著名光学期刊《Optics Express》副主编Boreman评价该成果为“亚洲首次,结果令人瞩目”,德国布尼茨大气物理研究所所长Lübken团队评价为“观测结果是目前国际上仅有的几个平流层大气风场测量之一”。
近年来,窦贤康团队通过攻关量子(单光子)频率上转换和全光纤激光雷达集成等一系列关键技术,在国际上首次建成量子上转换气溶胶/风场探测激光雷达。该雷达首创的量子频率上转换技术突破了常温下探测红外单光子的量子效率极限,开创了一种激光雷达探测新体制,探测信噪比优于传统激光雷达3个数量级,为高精度、高时空分辨的中高层大气探测奠定了基础。量子上转换测风激光雷达,获2017年日内瓦国际发明展特别金奖。
而今,身兼校长和院士双重身份的窦贤康更忙碌了。“身为大学校长,我会倾尽全力、不折不扣地履行好自己的职责;对于科研,我也会全力以赴,争取做出更多有国际影响力的成果来。”窦贤康说。