МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ГЕТЕРОДИННЫЙ СПЕКТРО-РАДИОМЕТР БЛИЖНЕГО ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА

Изобретение относится к инфракрасной спектро-радиометрии высокого разрешения, позволяющая исследовать изолированные линии поглощения исследуемых молекулярных газов со сверхвысоким спектральным разрешением в ближнем инфракрасном диапазоне. Изобретение может быть использовано для дистанционного измерения концентрации парниковых газов (ПГ) и загрязняющих веществ (ЗВ), содержащихся в атмосфере Земли. Измерения могут проводиться как с наземных измерительных станций, для исследования долговременной динамики изменения содержания ПГ и ЗВ в точке, так и с движущихся платформ, например, беспилотных или управляемых летательных аппаратов и орбитальных зондов, для охвата обширных территорий и построения карт глобального распределения уровня содержания ПГ и ЗВ в атмосфере. Сверхвысокое спектральное разрешение позволяет получать пространственное распределение ПГ и ЗВ в столбе атмосферы в точке измерения, а также определять проекцию скорости воздушного потока на направление линии визирования. Таким образом, представляемое изобретение является надежным, компактным и высокоточным измерительным прибором для исследования состава и структуры атмосферы и дистанционного контроля содержания ПГ (СН4, СО2, Н2О и О2) и ЗВ (СО и NO2). Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является создание многоканального волоконно-оптического лазерного гетеродинного спектро-радиометра высокого разрешения ближнего инфракрасного диапазона для одновременного измерения нескольких типов атмосферных ПГ и ЗВ, который позволил бы значительно сократить время накопления сигнала, увеличить отношение сигнал/шум и увеличить чувствительность и точность проводимых измерений. Данная задача решается за счет того, что предлагается многоканальный волоконно-оптический гетеродинный спектро-радиометр ближнего инфракрасного диапазона, характеризующийся тем, что включает в себя систему из нескольких оптических приемных устройств, прерыватель принимаемого оптического сигнала, гетеродин, представляющий собой диодный лазер с распределенной обратной связью с высокоточной стабилизацией частоты излучения и одномодовым волоконным выводом, кварцевые одномодовые волоконные разветвители сплавного и планарного типов, использующиеся как для разделения, так и для совмещения оптических сигналов, реперный канал, состоящий из оптической кюветы и электронного блока регистрации оптического сигнала, систему аналитических каналов, состоящих из фотодиода и предусилителя с полосой пропускания, обеспечивающей высокое спектральное разрешение прибора, блок обработки сигнала на промежуточной частоте, включающий аналого-цифровой преобразователь и вычислительный блок на основе ПЛИС, и блок управляющей электроники, включающий прецизионный перестраиваемый источник тока гетеродина. Предлагаемый спектро-радиометр может применяться в составе различных полевых, бортовых и промышленных систем, предназначенных для мониторинга состояния окружающей среды и климата; Изобретение предоставляет информацию о содержании ЗВ и ПГ в атмосфере с высокой точностью на основе спектральных измерений с высоким разрешением. Измеряемые данные обладают высокой информативностью, так как высокое спектральное разрешение позволяет дополнительно извлекать информацию о структуре и динамике атмосферы, а именно о вертикальном распределении концентраций ЗВ и ПГ, а также о вертикальном профиле поля скоростей воздушных потоков в тропосфере и нижней стратосфере.