I. Giới thiệu về Công nghệ Laser Nd YAG
Công nghệ Laser Nd:YAG đã trở thành một phần quan trọng trong nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ hiện đại. Với khả năng phát xung ngắn và công suất cao, Laser Nd:YAG được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu quang phổ đến ứng dụng trong các hệ thống LIDAR. Việc phát triển và chế tạo các hệ thống laser này tại Việt Nam không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn tạo ra cơ hội cho các nghiên cứu trong nước. Nhóm nghiên cứu đã đặt ra mục tiêu chế tạo một hệ laser Nd:YAG có khả năng hoạt động ổn định và linh hoạt trong các điều kiện di động, nhằm phục vụ cho việc quan trắc khí quyển và nghiên cứu môi trường. "Việc chế tạo một laser phát xung ánh sáng xanh với công suất tới hàng trăm mJ là yêu cầu trước tiên dần hiện thực hóa mơ ước đó."
1.1. Tính năng và ứng dụng của Laser Nd YAG
Laser Nd:YAG có nhiều ưu điểm nổi bật như độ bền cao, khả năng phát xung ngắn và công suất lớn. Các ứng dụng của Laser Nd:YAG bao gồm trong lĩnh vực y tế, công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Đặc biệt, trong nghiên cứu khí quyển, laser này được sử dụng để phát hiện và phân tích các lớp mây Ti tầng cao. "Các laser rắn phát xung ngắn, trong các loại laser rắn thì laser Neodymium chiếm một tỉ phần lớn trên thị trường sử dụng." Việc phát triển công nghệ laser trong nước sẽ giúp nâng cao năng lực nghiên cứu và ứng dụng công nghệ cao tại Việt Nam.
II. Hệ thống LIDAR Di động
Hệ thống LIDAR Di động là một công nghệ tiên tiến cho phép quan trắc và phân tích các thông số khí quyển một cách chính xác. Hệ thống này tích hợp Cảm biến Laser và công nghệ quét laser để thu thập dữ liệu về các lớp mây Ti. "Hệ thống LIDAR đã được triển khai ứng dụng bởi nhiều nhóm nghiên cứu khác nhau và đã thu được một số thành tựu bước đầu trong cả các mục đích quân sự, nghiên cứu môi trường và dự báo khí tượng thủy văn." Việc tích hợp Laser Nd:YAG vào hệ thống LIDAR không chỉ nâng cao khả năng quan trắc mà còn mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu mới trong lĩnh vực khí quyển.
2.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống LIDAR
Hệ thống LIDAR hoạt động dựa trên nguyên lý tán xạ ánh sáng. Khi ánh sáng từ Laser Nd:YAG chiếu vào các lớp mây, một phần ánh sáng sẽ bị tán xạ trở lại và được thu thập bởi cảm biến. "Nguyên lý hoạt động và cấu tạo cơ bản của một hệ lidar đàn hồi, hoạt động cả chế độ tương tự và đếm photon." Dữ liệu thu thập được sẽ được xử lý để xác định các thông số quang đặc trưng của lớp mây, từ đó đánh giá chất lượng hệ đo LIDAR và nguồn phát laser đã được chế tạo.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc chế tạo và cải tiến Laser Nd:YAG đã đạt được những thành công nhất định. Hệ thống LIDAR di động đã được thử nghiệm và cho kết quả khả quan trong việc quan trắc các lớp mây Ti. "Phần thứ nhất trình bày về kết quả nghiên cứu chế tạo và những cải tiến được thực hiện trên khối phát laser Nd: YAG công suất cao với đặc tính dễ tháo lắp, công suất cao đáp ứng được mục đích nghiên cứu di động trong hệ lidar sử dụng quan trắc cho khí quyển tầng đối lưu." Những kết quả này không chỉ khẳng định khả năng của nhóm nghiên cứu mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực khí quyển và môi trường.
3.1. Đánh giá chất lượng hệ thống LIDAR
Chất lượng của hệ thống LIDAR được đánh giá thông qua các thông số quang học và khả năng phát hiện mây. Các kết quả cho thấy hệ thống có khả năng hoạt động ổn định và chính xác trong việc thu thập dữ liệu khí quyển. "Tiến hành quan trắc, ghi nhận dữ liệu, đánh giá chất lượng tín hiệu ghi nhận, chất lượng hệ đo lidar và nguồn phát laser đã được chế tạo." Những thông tin này sẽ là cơ sở để cải tiến và phát triển các hệ thống LIDAR trong tương lai.
