| 대기 오염원 추적 가능한 측풍 레이저 레이더 개발 | ||
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 최근, 중국 연구팀은 세계 최초로 초전도 나노선 단일광자 탐측기 기반 이중 주파수 도플러 측풍 레이저 레이더를 개발하였다. 해당 레이더는 가장 간소화된 광학 구조를 구현하였기 때문에 안정성 ,실용성 및 신뢰성이 대폭 향상되었다. 동 레이더는 항공기 및 위성 탑재 플랫폼에서 운행이 더욱 적합하다. 본 연구는 중국과학기술대학 더우셴캉(竇賢康) 프로젝트팀 소속 연구원인 샤하이윈(夏海雲)과 판젠웨이(潘建偉) 프로젝트팀 소속 연구원인 장창(張強)에 의해 완성되었으며 관련된 연구 성과는 최근 국제 저명 광학 학술지 "광학학보(Acta Optica Sinica)"에 게재되었다. 짧은 레이저 펄스를 이용한 기존의 상호 간섭 탐측 레이저 레이더는 상호 간섭 효율이 시간에 따라 감소되기에 실시간 데이터 수집 및 처리가 어렵다. 또한 대기 에코 및 일부 신호 웨이브 프론트 매칭(Wavefront matching)을 요구하기에 제조 및 운행 어려움도 증가된다. 그러나 직접 탐측 측풍 레이저 레이더는 대기 분자, 에어로졸의 에코 신호 반전 바람장을 이용할 수 있기에 작업 파장이 자외선으로부터 적외선으로 피복될 수 있어 상술한 문제점이 존재하지 않는다. 직접 탐측 레이저 레이더는 1,548.1 나노미터 적외선 파장 환경에서 작업이 가능하다. 이 환경에서 적외선 파장은 육안 허용 노출 출력이 가장 높고 대기 투과율이 가장 우수하며 태양 및 공간 복사 배경이 낮은 장점을 가지고 있다. 또한 해당 적외선 파장은 광섬유 통신 C 파장 구간에 있어 광전 집적 소자가 성숙되어 있다. 전체 광섬유 구조의 시스템은 1개 이중 주파수 광섬유 레이저, 1개 단일 채널 광학 주파수 판별기, 1개 단일 모듈 탐측기를 사용하였기에 중복 보정 필요가 없다. 직접 탐측 레이저 레이더의 간소화 구조는 시스템의 안전성을 향상시켰을 뿐만 아니라 모듈 분리식 설치가 가능하다. 그러므로 해당 시스템은 항공기 탑재, 선박 탑재, 위성 탑재 등 높은 온도 차이, 강진동 플랫폼에서 운행이 더욱 적합하다. 외부 자기장 테스트 과정에서 저출력 레이저 광원, 작은 망원경을 이용하여 10m 고도 해상도, 10초 시간 해상도 조건에서 2.7Km 고도 이하 대기의 윈드시어(Wind shear) 탐측을 구현하였다. 해당 시스템은 대기오염물질 추적 및 확산 예보, 항공기상 보장, 기상 기후학 연구, 풍력발전 시스템 관리 및 배치 등에 이용할 수 있을 뿐만 아니라 군사 분야에서 탄도 보정, 항공모함 작업, 근우주 공간 환경 보장, 정밀 공중 투하 및 공중 급유 등에도 폭넓게 활용될 것으로 전망된다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-09/14/content_378070.htm?div=-1 |
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