激光雷達(dá)是高度定向的。高相干性、氣象場(chǎng)強(qiáng)烈的單色性和快速發(fā)展。它可用于檢測(cè)氣溶膠、機(jī)載云、海洋和平流層風(fēng)場(chǎng)、溫室氣體、溫度和濕度變化等，提供準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為航空飛行提供支持，提供天氣預(yù)報(bào)?天氣預(yù)報(bào)和大氣模型建模基于數(shù)據(jù)，它為氣候變化?碳循環(huán)的研究和預(yù)測(cè)提供指導(dǎo)。例如，為了檢測(cè)可吸入顆粒物質(zhì)和云氣溶膠濃度，可以使用反向散射激光雷達(dá);測(cè)量風(fēng)切變、風(fēng)速在海洋風(fēng)場(chǎng)、平流層風(fēng)場(chǎng)，***激光雷達(dá)可用于觀測(cè)溫室氣體和污染對(duì)于氣體的濃度和分布，可以使用差分吸收雷達(dá)。

激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的***探測(cè)方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長(zhǎng)可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成；接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測(cè)器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見(jiàn)光多元探測(cè)器件等組合。

MEMS激光雷達(dá)

二維掃描的MEMS微振鏡是激光雷達(dá)的關(guān)鍵器件，主要可以通過(guò)電熱效應(yīng)、靜電效應(yīng)、電磁效應(yīng)和壓電效應(yīng)驅(qū)動(dòng)。有研究小組通過(guò)對(duì)電熱雙壓電晶片驅(qū)動(dòng)的微振鏡加熱，國(guó)產(chǎn)半固態(tài)激光雷達(dá)哪家好，金屬鋁的形變大于介質(zhì)硅，從而形成微結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)可以施加電壓2.3V，獲得9°的偏轉(zhuǎn)角。但是電熱效應(yīng)引起微振鏡偏轉(zhuǎn)通常響應(yīng)速度較低，有實(shí)驗(yàn)通過(guò)施加12mW的電功率，響應(yīng)速度只有74Hz。電磁效應(yīng)驅(qū)動(dòng)的MEMS系統(tǒng)需要在內(nèi)部封裝可動(dòng)磁性物質(zhì)或者可動(dòng)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，如圖3所示，通過(guò)施加磁場(chǎng)形成洛倫茲力使得線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)MEMS振鏡偏轉(zhuǎn)，響應(yīng)速度可以超過(guò)10kHz。壓電效應(yīng)需要異質(zhì)材料的介入，壓電材料（PZT）具有、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。日本研究小組采用電鍍的方法在硅上沉積PZT薄膜，加工形成MEMS結(jié)構(gòu)并進(jìn)行光學(xué)掃描，國(guó)產(chǎn)半固態(tài)激光雷達(dá)價(jià)格，實(shí)驗(yàn)獲得11.2kHz的響應(yīng)速度，39°的視場(chǎng)角。靜電效應(yīng)驅(qū)動(dòng)MEMS具有尺寸小、可單片全集成的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)產(chǎn)半固態(tài)激光雷達(dá)，受到廣泛研究。通常，采用靜電效應(yīng)驅(qū)動(dòng)微反射鏡的方式需要在真空環(huán)境下，以獲得更高的驅(qū)動(dòng)效率，10V電壓驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)大約10°的掃描角度。瑞典KTH的研究小組近期驗(yàn)證了一種新方法，如圖4所示，通過(guò)MEMS改變光柵周期實(shí)現(xiàn)衍射光角度偏轉(zhuǎn)，在20V電壓驅(qū)動(dòng)下達(dá)到5.6°的掃描角度，功率消耗在微瓦量級(jí)。

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