Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một hệ thống LIDAR bước đầu cho nghiên cứu sol khí.

Chủ nhiệm đề tài TS. Đinh Văn Trung
Đơn vị thực hiện Viện Vật lý
Thời gian thực hiện 2008 - 2009
Tổng kinh phí 550 triệu đồng
Mục tiêu đề tài
  • Nghiên cứu và làm chủ công nghệ LIDAR.
  • Nghiên cứu, tích hợp tối ưu hóa hệ laser Nd:YAG loại Brilliant cho hệ thống LIDAR.
  • Nghiên cứu, thiết kế và phát triển hệ Anten quang học cho hệ LIDAR.
  • Nghiên cứu, thiết kế và phát triển hệ thu quang điện tử cho LIDAR.
  • Nghiên cứu, thiết kế và phát triển phần mềm thu, xử lý kết quả đo đạc LIDAR và tính toán các thông số vật lý của son khí.
  • Sử dụng hệ LIDAR bước đầu cho nghiên cứu son khí trong khí quyển đến độ cao 6-7 km.
Nội dung đề tài
  • Nghiên cứu và làm chủ công nghệ LIDAR.
  • Các kỹ thuật và thiết bị đo các tín hiệu nhỏ, nhiễu và phân giải thời gian cao.
  • Nghiên cứu, tích hợp các tối ưu hóa  hệ Laser rắn Nd:YAG loại Brilliant của hãng Quantel, phát bức xạ laser ở bước sóng 1064 nm ở vùng hồng ngoại và ở 532 nm cho hệ thống LIDAR trong điều kiện Việt Nam.
  • Nghiên cứu, thiết kế và phát triển hệ thống Anten quang học cho hệ LIDAR để phát bức xạ laser tới tọa độ mong muốn và thu nhận các tín hiệu tán xạ rất nhỏ, trở về từ xa (hàng chục km).
  • Nghiên cứu, thiết kế và phát triển hệ thống thu quang điện tử cho các tín hiệu quang đặc thù của công nghệ LIDAR  trong điều kiện Việt Nam.
  • Nghiên cứu, thiết kế và phát triển phần mềm để thu, xử lý, phân tích, lưu trữ và hiển thị các kết quả đo cho hệ thống LIDAR. Tính toán các thông số vật lý của son khí từ tín hiệu lidar, bao gồm hệ số tán xạ ngược (backscattering coefficient), kích thước trung bình của hạt son khí.
  • Sử dụng hệ thống LIDAR để bước đầu xác định sự phân bố mật độ và kích thước trung bình của các sol khí trong không gian lớn trong khí quyển theo độ cao tới khoảng 6-7 km. Kết quả đo LIDAR sẽ cho phép xác định sự phân bố trong khí quyển của son khí như trong mây tầng thấp (nơi mật độ son khí rất cao trong một vùng không gian hẹp tương ứng với kích thước đám mây), hay phân bố đều khắp với mật độ nhỏ hơn trong lớp khí quyển gần mặt đất (từ 0-2 km, còn gọi là planetary boundary layer).
Kết quả đạt được

Về khoa học:
Đã thiết kế, chế tạo thành công một hệ LIDAR nhiều kênh phục vụ cho nghiên cứu son khí và vật lý khí quyển. Hệ LIDAR bao gồm khối phát, khối thu hoạt động trong hai chế độ đo tương tự và đếm photon, cùng hệ phần mềm điều khiển, thu thập và xử lý tín hiệu LIDAR, tính toán các thông số vật lý của son khí và khí quyển. Hệ LIDAR đã đạt và vượt các mục tiêu đặt ra ban đầu.
Về ứng dụng:
Đã ứng dụng hệ LIDAR vào việc nghiên cứu, đo đạc sự phân bố không gian, thời gian của son khí tại Hà Nội cũng như xác định các thông số của khí quyển như sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao.
Kết quả đào tạo:
Đào tạo nguồn nhân lực KHCN có trình độ cao sau đại học trong các công nghệ LIDAR và quang tử hiện đại: 01 Thạc sỹ vật lý.

Những đóng góp mới

Đây là hệ LIDAR đầu tiên được nghiên cứu, phát triển thành công tại Việt Nam. Đặc biệt hệ LIDAR có khả năng đo đạc đa kênh, độ nhạy cao, tương đương với các hệ LIDAR thương mại hay nghiên cứu hiện nay. Hệ LIDAR này đã mở ra khả năng ứng dụng kỹ thuật LIDAR trong nghiên cứu môi trường (ô nhiễm bụi tại đô thị hay khu công nghiệp) và nghiên cứu vật lý khí quyển.

Sản phẩm
  • Các bài báo đã công bố: 03 bài báo.
    + LIDAR system for study of aerosol in the atmosphere.
    + Quang kế mặt trời compact dùng đo độ sâu quang học khí quyển.
    + Development of a lidar system for atmospheric research.
  • Bộ hồ sơ thiết kế hệ LIDAR.
  • 01 hệ LIDAR đặt tại Trung tâm Điện tử lượng tử, Viện Vật lý.
Khu vực nghiên cứu

Viện Vật lý.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".