每到晴天，武漢大學(xué)珞珈山上空總會出現(xiàn)神秘的激光，直達(dá)100公里的大氣層。神秘的激光是武漢大學(xué)空間物理學(xué)專家、長江學(xué)者易帆及其團(tuán)隊研制的激光雷達(dá)系統(tǒng)所發(fā)出的。由于激光雷達(dá)系統(tǒng)的"辛勤工作"，易帆及其團(tuán)隊率先完整地獲得了我國高空100公里以內(nèi)區(qū)域的第一手大氣溫度資料。9月28日，武漢大學(xué)"紫外多波長激光雷達(dá)系統(tǒng)"通過教育部專家的驗收。
大氣溫度、密度和風(fēng)場是"高空氣象"的三大關(guān)鍵參數(shù)。長期以來，氣象專家們在地面上布設(shè)了100多個天氣雷達(dá)，基本掌握了空中10公里以下的低空氣象，飛機(jī)所到之處遭遇到的風(fēng)、雨、雷、電等變化因此被悉數(shù)掌握。但更高的"高空氣象"狀況如何，由于探測設(shè)備的限制而成為鞭長莫及的研究盲區(qū)，從而影響到火箭、衛(wèi)星等的精確發(fā)射.
從上世紀(jì)90年代開始，易帆及其團(tuán)隊開始嘗試設(shè)計并研發(fā)能探測高空氣象的大型雷達(dá)裝置，并取得系列成果。2001年研制成功當(dāng)時國內(nèi)功率孔徑積最大的鈉共振熒光/瑞利激光雷達(dá)；2003年研制成功亞洲第一臺鐵共振熒光激光雷達(dá)，首次得到了我國上空30-80公里的大氣密度和溫度資料；2004年完成了鐵玻爾茲曼激光雷達(dá)原理樣機(jī)實驗，在我國率先實現(xiàn)了30-100km范圍內(nèi)大氣溫度的地基遙感探測；2005年完成了某型號地面原理樣機(jī)的研制；2006年完成了瑞利/拉曼/米散射激光雷達(dá)的研制；2007年研制成功鈣原子共振熒光激光雷達(dá)。
據(jù)易帆介紹，激光的發(fā)射波長為納米量級，容易與被探測物發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生多種散射回波。地面通過接收散射光，就可探測到大氣中的溫度、密度以及其他微量成分。此前，大氣探測所用的無線電雷達(dá)發(fā)出的波長太大，難以與被探測物發(fā)生反應(yīng)。此次申請鑒定的紫外多波長激光雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了對中層頂金屬鐵、鈉、鈣層的常規(guī)探測，完成了對低層大氣氣溶膠的全天時觀測，獲得了從近地面直到100公里范圍內(nèi)大氣的溫度剖面。"紫外多波長激光雷達(dá)系統(tǒng)"在國家重大科學(xué)工程"東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測子午鏈（簡稱子午工程）"中得到應(yīng)用。
根據(jù)科技查新結(jié)果，這些激光雷達(dá)系統(tǒng)的其總體技術(shù)水平位居前列：其中鐵激光雷達(dá)的多項主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了領(lǐng)先水平，功率孔徑積位居第一。另外，利用該系統(tǒng)實現(xiàn)的共體積鐵、鈣、鈉的聯(lián)合觀測未見國內(nèi)外專利及非專利文獻(xiàn)報道。該激光雷達(dá)系統(tǒng)形成了我國當(dāng)前最強大的中高層大氣地基遙感探測平臺，武漢大學(xué)也成為激光雷達(dá)相關(guān)高級技術(shù)人才的培養(yǎng)基地。
以中國科學(xué)院院士王水、呂達(dá)仁為主的專家組認(rèn)為，該系統(tǒng)總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平，某些領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位，部分關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)位于世界第一。
來源：中國激光網(wǎng)
