Light detection and ranging
 |
Den här artikeln behöver källhänvisningar för att kunna verifieras. (2013-11) Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan. |
Light detection and ranging, LIDAR (även LADAR eller laser-radar), är ett optiskt mätinstrument som mäter egenskaper hos reflekterat ljus för att finna avståndet och/eller andra egenskaper av ett avlägset föremål. Exempel på vardagliga applikationer är optiska avståndsmätare i byggindustri och trafikhastighetsövervakning. För vetenskapliga undersökningar används LIDAR för att göra avståndsmätningar och koncentrationer av till exempel aerosoler eller gaser, exempelvis ozon. Andra vanliga namn är LADAR och laser-radar, men de används framförallt för militära tillämpningar.
Funktion
Tekniken påminner mycket om radar, Radio Detection and Ranging, men istället för radiovågor används ljus. Typiskt mäter man avståndet till ett objekt genom att mäta tidsfördröjningen mellan en utsänd laserpuls och den registrerade reflexen. Om objektet är en aerosol eller gas, sker återspridningen genom flourescens, Ramanspridning eller Miespridning.
Lidar för fjärranalys av atmosfären
Vid fluorescerande återspridning kan det utsända laserljuset avstämmas till absorptionsvåglångden, och även detektionen kan fokuseras på den för ämnet specifika våglängden. Med denna metod kan man bland annat studera ytterst förtunnade metallångor i mesosfären (100 km). [1]
Ramanspridning innebär att det återsända ljuset har förskjutits mot ökad våglängd. Eftersom förändringen i våglängd svarar mot ett för den undersökta molekylen specifikt och känt vibrationskvantum, kan detektionen av ljuset fokusera på rätt våglängd. Eftersom Ramanspridning är en mycket svag process fungerar metoden endast vid höga koncentrationer och korta avstånd (i storleksordningen 100 m). Ett viktigt användningsområde är mätning av vattenånga. [1]
Miespridningen från partiklar ger däremot stark återspridning. Metoden används bland annat för att studera stratosfäriskt damm från vulkanutbrott. Genom så kallad differential absorptionslidar (DIAL) kan man även utföra tredimensionella kartläggningar av luftföroreningar. [1]
Jämförelse mellan radar och lidar för detektion av fasta objekt
Fördelar med att använda ljus istället för radiovågor är bland annat att strålen har en mycket smalare spridningsvinkel. Bland nackdelarna kan nämnas att lidar har betydligt sämre förmåga att se genom moln, regn och snö än en vanlig radar. Laserljus är till skillnad från radarvågor skadligt för ögat, så den maximala energimängd som får sändas ut i icke avspärrade områden är betydligt mer begränsad.
För övrigt är spridningsvinkeln typiskt mycket smalare än vad som normalt är fallet för radar. Detta är en fördel när man ska detektera ett objekt som befinner sig i ett kluster, dvs är omgivet av många andra, men en nackdel om man försöker hitta ett objekt över stora ytor.