大連理工大學梅亮副教授課題組新型激光雷達技術研究成果實現科技成果轉化

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  光儀學院梅亮副教授課題組圍繞國傢在大氣環境監測領域的重大需求,實現瞭掃描式沙氏大氣激光雷達技術和系統,該系統為大氣環境監測、監管提供瞭一種強有力的技術手段,對解決我國當前面臨的嚴峻大氣污染問題具有重大社會意義。

  隨著全球工業化和現代化進程的快速推進,大氣污染日趨嚴峻,給人類健康和社會發展帶來瞭嚴重威脅,大氣環境問題已經成為社會發展的主要挑戰之一。大氣激光雷達(Lidar)技術是一種主動式光學遙感探測技術,可確定大氣環境中污染物的垂直分佈和時空變化,其在空間分辨率、探測靈敏度、抗幹擾能力及實時監測等方面具有獨特的優勢。作為對傳統技術的有力補充,大氣激光雷達技術已經成為大氣環境監測中必不可少的重要工具之一,並發揮著越來越重要的作用。然而,如何實現結構緊湊、低維護、低成本、探測盲區小的大氣激光雷達探測技術是該領域的主要挑戰之一,也是大氣環境監測的迫切需求。

  光儀學院梅亮副教授在2014年與課題組成員在國際上提出瞭沙氏大氣激光雷達探測新原理。沙氏大氣激光雷達技術采用連續光二極管激光器作為光源,並利用圖像傳感器作為探測器,在滿足沙氏成像原理的條件下實現大氣回波信號的距離分辨探測,克服瞭傳統脈沖式大氣激光雷達技術面臨的應用瓶頸問題,極大地提高瞭系統穩定性、可靠性,縮短瞭系統的探測盲區,並大幅降低瞭系統的成本及維護需求。

  梅亮副教授入職大連理工大學後,獲得首批國傢重點研發計劃青年項目立項資助。四年來,在國傢重點研發計劃等項目的資助下,帶領課題組開展關鍵技術攻關研究,建立瞭沙氏大氣激光雷達技術相關的理論、方法體系,發表高水平國際SCI期刊論文10餘篇。

掃描式沙氏大氣激光雷達系統應用示意圖

污染源探測效果示意圖

  課題組開展瞭沙氏大氣激光雷達技術的應用研究,實現瞭掃描式沙氏大氣激光雷達技術和系統。該系統可實現方圓5 km內大氣污染源排放的實時掃描探測。此研究成果在天津、武漢、青島、鄭州、西安等十餘個省市環保部門應用和試用,受到合作企業和環保部門的高度評價,並實現專利成果轉化(首批轉化項目合同額超100萬元)。