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Analysis of a random modulation single photon counting differential absorption lidar system for space-borne atmospheric CO2 sensing

Ai, X. und Pérez-Serrano, A. und Quatrevalet, Mathieu und Nock, R.W. und Dahnoun, N. und Ehret, Gerhard und Esquivias, I. und Rarity, J. G. (2016) Analysis of a random modulation single photon counting differential absorption lidar system for space-borne atmospheric CO2 sensing. Optics Express, 24 (18), Seiten 21119-21133. Optical Society of America. doi: 10.1364/OE.24.021119. ISSN 1094-4087.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.24.021119

Kurzfassung

The ability to observe the Earth’s carbon cycles from space provides scientists an important tool to analyze climate change. Current proposed systems are mainly based on pulsed integrated path di�erential absorption lidar, in which two high energy pulses at di�erent wavelengths interrogate the atmosphere sequentially for its transmission properties and are back-scattered by the ground. In this work an alternative approach based on random modulation single photon counting is proposed and analyzed; this system can take advantage of a less power demanding semiconductor laser in intensity modulated continuous wave operation, benefiting from a better e�ciency, reliability and radiation hardness. Our approach is validated via numerical simulations considering current technological readiness, demonstrating its potential to obtain a 1.5 ppm retrieval precision for 50 km averaging with 2.5 W average power in a space-borne scenario. A major limiting factor is the ambient shot noise, if ultra-narrow band filtering technology could be applied, 0.5 ppm retrieval precision would be attainable.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105665/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Analysis of a random modulation single photon counting differential absorption lidar system for space-borne atmospheric CO2 sensing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ai, X.Xaio.Ai (at) bristol.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pérez-Serrano, A.antonio.perez.serrano (at) upm.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Quatrevalet, MathieuDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nock, R.W.rwrnock (at) hotmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dahnoun, N.naim.dahnoun (at) bristol.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehret, GerhardDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Esquivias, I.ignacio.esquivias (at) upm.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rarity, J. G.John.Rarity (at) bristol.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2016
Erschienen in:Optics Express
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:24
DOI:10.1364/OE.24.021119
Seitenbereich:Seiten 21119-21133
Verlag:Optical Society of America
ISSN:1094-4087
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Lidar, CO2, Space borne, remote sensing
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - LIDAR-Forschung und - Entwicklung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Flierl, Susanne
Hinterlegt am:06 Sep 2016 11:02
Letzte Änderung:19 Nov 2021 20:43

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