大氣環境監測工作作為大氣環境保護的重要組成部分,可以起到確定污染源的作用,以便及時采取措施。近日,大連理工大學光電工程與儀器科學學院梅亮副教授及其課題組,圍繞國家在大氣環境監測領域的重大需求,實現了掃描式沙氏大氣激光雷達技術和系統的科技成果轉化。該系統為大氣環境監測、監管提供了一種強有力的技術手段,對解決我國當前面臨的嚴峻大氣污染問題具有重大意義。
梅亮,大連理工大學光電工程與儀器科學學院副教授(特聘研究員),博士生導師,本科畢業于華中科技大學光電學院,以獨立研究成果分別獲得浙江大學和瑞典隆德大學博士學位。主要從事激光和光譜技術,光電傳感技術及其應用研究,擔任光學工程頂級期刊(如Optics Express,Optics Letters等)審稿人,美國光學學會系統與儀器分會執行委員。主持國家重點研發計劃青年項目、國家自然科學基金等多個國家級項目。2018年,入選大連理工大學第二屆"星海青千"特聘研究員。
全球工業化和現代化進程的推進使得大氣污染形勢日趨嚴峻,給人類健康和社會發展帶來了嚴重威脅,大氣環境問題已經成為社會發展的主要挑戰之一。大氣激光雷達技術是一種主動式光學遙感探測技術,可確定大氣環境中污染物的垂直分布和時空變化,其在空間分辨率、探測靈敏度、抗干擾能力及實時監測等方面具有獨特的優勢。作為對傳統技術的有力補充,大氣激光雷達技術已經成為大氣環境監測中必不可少的重要工具之一,并發揮著越來越重要的作用。然而,如何實現結構緊湊、低維護、低成本、探測盲區小的大氣激光雷達探測技術是該領域的主要挑戰之一,也是大氣環境監測的迫切需求。
大連理工大學光儀學院梅亮副教授在2014年與課題組成員在國際上提出了沙氏大氣激光雷達探測新原理。沙氏大氣激光雷達技術采用連續光二極管激光器作為光源,并利用圖像傳感器作為探測器,在滿足沙氏成像原理的條件下實現大氣回波信號的距離分辨探測,克服了傳統脈沖式大氣激光雷達技術面臨的應用瓶頸問題,極大地提高了系統穩定性、可靠性,縮短了系統的探測盲區,并大幅度降低了系統的成本及維護需求。
四年來,在國家重點研發計劃等項目的資助下,梅亮副教授帶領著課題組,開展了對于關鍵技術的攻關研究,建立了沙氏大氣激光雷達技術相關的理論、方法體系,發表高水平國際SCI期刊論文10余篇,并通過課題組開展對于此技術的應用研究,實現了掃描式沙氏大氣激光雷達技術和系統。該系統可實現方圓5 km內大氣污染源排放的實時掃描探測。此研究成果在天津、武漢、青島、鄭州、西安等十余個省市環保部門應用和試用,受到合作企業和環保部門的高度評價,并實現專利成果轉化(首批轉化項目合同額超100萬元)。
一直以來,大連理工大學光電工程與儀器科學學院致力于為光電工程、儀器科學等領域培養具有創新和實踐能力以及國際視野的高層次優秀人才。學院堅持以黨的建設為引領、以學科建設為“龍頭”、以隊伍建設為關鍵、以人才培養為根本扎實推進學院事業發展。在全院師生的團結協作下,努力將學院建設成為國際知名的光電工程、儀器科學領域的人才培養基地、科學研究與技術輻射基地。
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