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大气气溶胶探测小型Mie散射激光雷达系统的设计的开题报告
一、题目：大气气溶胶探测小型Mie散射激光雷达系统的设计
二、背景：
随着工业、交通、农业等人类活动的不断增加，大气中的气溶胶含量也在不断增加。气溶胶既可以在人类健康和环境方面产生负面影响，也可能对气候和天气产生影响，如增加大气遮挡和散射，导致气温下降和降水减少等。因此，大气气溶胶的观测和分析对于环境和气候研究具有重大意义。其中，激光雷达技术是一种重要的手段，能够实现对气溶胶的快速、高分辨率探测。
当前，大部分激光雷达系统都是基于Mie散射原理进行设计的。Mie散射是指在激光束照射下，直径与激光波长相近的气溶胶颗粒会发生散射现象。通过探测散射波的信号强度和散射角度，可以推断气溶胶的物理和化学特性以及浓度。
然而，当前市场上大部分Mie散射激光雷达系统耗电量大、体积庞大，限制了其在某些场景下的实际应用。因此，设计一款小型、便携、低功耗的Mie散射激光雷达系统具有重要的实际意义。
三、目的与意义：
本次研究的目的在于设计一款小型、低功耗的Mie散射激光雷达系统，实现对大气气溶胶的快速、高分辨率探测。具有以下意义：
1.为现有的气溶胶探测技术提供一个新的解决方案，降低成本和门槛。
2.满足某些应用场景下的需求，如车载、便携式空气质量检测等。
3.为环境和气候研究提供数据支撑。
四、研究内容：
1.Mie散射激光雷达系统的原理和工作方式。
2.设计小型、低功耗的激光器和光学系统。
3.设计信号接收系统和信号处理算法，实现对大气气溶胶的快速、高分辨率探测。
4.系统的实验测试与验证。
五、研究方法：
1.文献调研，熟悉Mie散射激光雷达系统的基本原理、关键技术和市场上已有的产品。
2.设计激光器和光学系统，采用模拟和仿真的方法进行优化和验证。
3.设计和编写信号接收系统和信号处理算法。
4.利用实验室实验环境对系统进行实验测试和验证，对系统的性能进行评估。
六、计划安排：
预计在6个月内完成该研究，具体计划安排如下：
第1-2个月：进行文献调研，熟悉Mie散射激光雷达系统的原理和技术。
第3-4个月：设计小型、低功耗的激光器和光学系统，进行模拟和仿真优化。
第5-6个月：设计信号接收系统和信号处理算法，并进行系统的实验测试和评估。
七、预期成果：
1.研究报告。
2.实验数据和结果。
3.系统样机和软件。
八、参考文献：
1.王娓.大气气溶胶光学遥感技术[J].现代物理知识,2018(05):37-43.
2.郑琦,张源,王钦志,等.大气气溶胶激光雷达探测研究综述[J].光电子技术,2018,16(06):52-59.
3.生涛,郭建华,张玮,等.基于Mie散射原理的激光雷达信号处理技术研究综述[J].测控技术,2018,37(04):5-10.
4.魏韧,徐志刚,张树文.气溶胶遥感技术研究进展与展望[J].科研管理,2018,39(02):80-86.