光电探测器反向偏置电压对能见度测量不确定度的影响

撒光与光电子学进展　５２，０７ｌ２０６（２０ｌ５）　Ｌａｓｅｒ＆０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　￣２０１５（中国激光》杂志社　光电探测器反向偏置电压对能见度测量　不确定度的影响　肖韶荣　。　石刘峰　黄　彪　南京信息工程大学物理与光电工程学院，江苏南京２１００４４　。江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏南京２１００４４　摘要为了研究光电探测器反向偏置电压对能见度测量的影响，使用光电探测器检测稳定的脉冲光束，改变光电探测　器的反向偏置电压，通过精密示波器观察光电探测器输出信号的波形并读取输出信号的响应时间，用真有效值电压表　测量相应波形有效值。结果表明，反向偏置电压的漂移会引起光电探测器响应时间的变化，进而影响光电探测器输出　信号的有效值，给能见度测量带来不确定性。在选择光电探测器时要考虑反向偏压的影响，并保持反向偏压稳定。　关键词测量；能见度；光电探测器；反向偏置电压；响应时间；输出电压有效值　中图分类号ＴＮ２４７　文献标识码Ａ　ｄｏｉ：】０．３７８８／Ｉ　０Ｐ５２．０７１２０６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｐｈｏｔ０ｄｅｔｅｃｔ０ｒ　Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｂｉａｓ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｎ　Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　Ｘｉａｏ　Ｓｈａｏｒｏｎｇ　＇。Ｓｈｉ　Ｌｉｕｆｅｎｇ　Ｈｕａｎｇ　Ｂｉａｏ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＰｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　０ｐ　０８Ｚ８ｃ　ｒ０　ｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００４４，Ｃｈｉｎａ　２Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｎ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１００４４，Ｃｈｉｎａ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐｈ０ｔ０ｄｅｔｅｃｔＯｒ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉａｓ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｎ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａ　ｐｈ０ｔ０ｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｐｕｌｓｅ　ｂｅａｍ，ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉｓａ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｗａｓ　ｃｈａｎｇｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｒｏｏｔ　ｍｅａｎ　ｓｑｕａｒｅ（ＲＭＳ）ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｓｉｇｎａｌ　ｗｅｒｅ　ｒｅａｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ　ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ　ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔＯｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｓｉｇｎａｌ　ｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｒｉｆｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉａｓ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏ—　ｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｉｍｅ　ｃｈａｎｇｉｎｇ，ａｎｄ　ＲＭＳ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔＯｄｅｔｅｃｔＯｒ　ｏｎｔｐｕｔ　ｓｉｇｎａｌ　ｉｓ　ａｆｆｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｒｉｆｔ　ｃａｎ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｏｆ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｗｈｅｎ　ｃｈｏｏｓｉｎｇ　ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｉｖｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍｅｔｅｒ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉａｓ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉａｓ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｓｔａｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ；ｐｈ０ｔＯｄｅｔｅｃｔＯｒ；ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉａｓ　ｖｏｌｔａｇｅ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｉｍｅ；ＲＭＳ　ｏｆ　ＯＵｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏＣＩＳ　ｃｏｄｅｓ　１２０．１８８０；２３０．００４０　１　引　言　自从柯西米德（Ｋｏｓｃｈｍｉｅｄｅｒ）建立了能见度理论以后，人们开始采用仪器测量能见度　，目前商用能　见度仪都是借助测量透射率或散射系数的光学仪器，主要有透射式能见度仪和前向散射式能见度仪两种　类型［２－４ｌ，数字摄像　和激光雷达测量大气水平能见度　仍未进入实用阶段。近年，由于激光通信、高速公路交　通安全和环境监测日益受到重视，对能见度测量仪的需求迅速增加　，并且对能见度仪的性能参数提出了　新的要求。譬如，为了适应安装和供电条件，要求能见度仪采用太阳能电池供电、仪器自身耗电量要低和长　期可靠性好等。为了满足这些新要求，电路系统的设计尽可能选择低功耗电子器件，采用低电压供电。　针对高速公路安全预警需要，作者所在课题组设计了一种低功耗的能见度测试仪，系统设计采用模块　收稿日期：２０１５—０２—１０；收到修改稿日期：２０１５—０３－０５；网络出版日期：２０１５－０６－１９　基金项目：公益性（气象）行业专项（ＧＹＨＹ２０１２０３Ｏ６７）、江苏省科技支撑计划（ＢＥ２０１Ｏ７３３）　作者简介：肖韶荣（１９５８一），男，博士，教授，主要从事激光技术应用和光电系统信号处理的技术方面的研究。　Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｒ．ｘｉａｏ＠１６３．ｃｏｍ　０７１２０６－１　嫩光与光电字学进展　ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａ１．ｎｅｔ　方式，系统电路工作电压为３．３　ｖ，这是目前商用低功耗微电子器件主流工作电压。在设计的系统中，选用探　测面积大的光电二极管作为接收探测器，考虑到高能见度时探测器接收的光功率大、低能见度时探测器接　收的光功率小，而光电二极管处于零偏置状态时线性动态范围小，只能检测微弱光信号　，因此使光电二极　管处于反向偏置状态。在按模块进行性能测试统调过程中，观察到光电二极管的反向偏置电压对前置放大　器输出信号产生一定的影响。为了解反向偏置电压对能见度测量不确定度的影响，本文以透射式能见度仪　为例进行了实验研究，所得结果对低功耗能见度仪的设计具有参考价值。　２透射式能见度测量仪及误差来源　图１是自行设计的透射式能见度测量仪的结构框图，它由光源控制器、光发射器、光接收器和信号处理与　采集等部分组成。光接收器包括光电探测器、前置放大器，信号处理与采集包括中间放大器、滤波器、有效值　转换电路、Ａ／Ｄ采样和单片机等。光发射器发出一束近乎平行的功率为Ｐ　的稳定光束，传输一定距离，Ｊ后到　达光接收器，经过大气衰减后光功率变为ＪＰ　，光接收器的光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，再经过　前置放大、滤波和有效值转换等信号调理后，获得的电压信号与光电探测器接收到的光功率Ｐ．成正比。　ｌ透射式能见度仪原理框图　Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｙｐｅ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍｅｔｅｒ　传输距离，Ｊ称为测量基线。在确定的基线下，由光接收器检测到的光功率Ｐ　根据Ｂｏｕｇｕｅｒ—Ｌａｍｂｅｒｔ　，定律可获得大气消光系数　：　１　１　卢＝＋ｌｎ（Ｐ。／Ｐ。）＝÷（１ｎＰ。一ｉｎＰ．）．　由柯西米德定律，取视觉阈值　＝０．０２时，气象能见度Ｒ为　：　Ｒ＝　由（１）式，大气消光系数卢的误差为：　＝　（１）　＝　．　（２）　（坚Ｐｏ一等　ＡＬ（１ｎＰｏ－ＩｎＰＩ）．　（３）　一般情况下，基线长度取为７０　ｍ，在条件受到限制时取为３０　ｍ，而透射式能见度仪的光发射器和光接　收器均牢固地安装在刚性足够强的金属立柱上，立柱底部紧固在用混凝土浇注的底座上，以避免地面位移　造成准直性偏离　。所以，基线变化极小，（３）式中的基线自身误差可以忽略不计。另一方面，由（３）式还可以　看出，选用线性动态范围大的光电探测器，可以增大发射光束的功率Ｐ　，从而可以减小测量误差。在本设计　中，同时对光源采取稳功率和恒温控制，发射光功率漂移很小，光源在２４　ｈ内，发射光功率的标准偏差与光　功率平均值的相对不确定度约为０．０５％，因此，可以认为消光系数测量误差主要来自于光接收器检测的光功　率误差，（３）式可改写为：　ＡＰ１一　．　（４）　由（２）、（４）式，能见度测量相对误差可近似表示为：　塑＝一　　ＡＰＩＲ　Ｂ　瓦１８Ｌ　Ｐ　．　、（　５）　在光电探测器响应的线性动态范围内，能见度测量的相对误差可以用光接收端采集到的输出电压Ｕ．及　其误差ＡＵ　表示，（５）式可改写为　０７１２０６－２　激光与　电子学进展　ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａ１．ｎｅｔ　（６）　百ＡＲ一瓦１　ＵＲ　．．　‘　（６）式表明，在确定的测量基线下，对某一天气状态，透射式能见度仪的测量相对误差与光接收器端检测　到的光电信号输出电压相对误差成正比。因此，从光接收端的光电探测器到Ａ／Ｄ转换，信号调节电路每一　环节的误差都对能见度测量误差有贡献。　能见度仪中引起光功率测量误差的原因有多种，世界气象组织（ｗＭ０）曾对透射式能见度仪测量的误差来　源进行调查分析…，其中与系统设计有关的主要方面为光源老化和中心位置不正确、系统电子设备的不稳定性、　信号传输通道干扰、环境光干扰等。针对这些因素，在本系统中采用ＬＤ光源，并进行了温度和功率恒定控制，　信号滤波电路中的电阻和电容选用低温漂的元件；信号传输采用数字信号方式，抑制了信道干扰。　考虑到能见度仪是在户外使用，存在环境光的干扰，如日落日出、漂浮云层的阴影等。为了抑制环境光　干扰，必须将光发射器发出的探测光束进行调制　，使探测光束成为一定频率的光脉冲序列，在光接收器中　对探测器输出的光电信号作解调处理，从而滤除光路中环境光变化的影响。通常情况下，环境光的变化比　较缓慢，为１０　Ｈｚ量级的低频信号，光源调制频率一般设定为１．０～４．０　ｋＨｚ　。考虑到大多数精密低功耗运算　放大器的增益带宽积较小，在设计中设定探测光束的调制频率为１．０　ｋＨｚ。为充分利用光能量，选用光敏面　积为５．８　ｒａｍ￣５．８　ｍｍ的２ｃｕ料型光电二极管实现光电探测；以ＩＮＡ１２２运算放大器构成电流一电压转换前置　放大器，光电二极管处于反向偏置状态；用ＭＳＰ４３０Ｆ１４７微功耗单片机为核心构成系统信号处理与采集电　路，光接收器端的电源电压取为３．３Ｖ。　由于使用了脉冲调制光束工作方式，所以信号检测与调节电路各环节的时间响应特性的不稳定性都将　一定程度上引起输出电压信号波形的不稳定，这种波形的不稳定性会导致一定的电压有效值误差。在系统　调试中应该对各个环节的时间响应特性进行测量评估，以便有针对性地采取减小误差的措施。在系统调试　中首先对光电二极管进行了测试，这里仅考虑反向偏置电压变化对光电二极管响应特性的影响。　３反向偏置电压变化对光电探测器响应时间的影响　为了研究反向偏置电压变化对光电二极管响应时间特性的影响，构造了图２所示实验装置。该装置主　要由光源驱动器、激光管、标准光功率计、光电探测器、示波器、有效值电压表等组成。光源驱动器将发射光　束调制成１．０　ｋＨｚ的光脉冲序列，标准功率计用来监测发射光束光强的稳定性，衰减片的作用是使光电探测　器以及标准光功率计工作在线性范围内。　图２实验装置腺理框图　Ｆｉｇ．２　Ｂｌｏｃｋ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　实验中，光电二极管输出电流信号经电流／电压转换前置放大器，转换为输出电压信号。实验测量的光　电探测器仍为２ＣＵ＊＊型光电二极管，保持光电二极管的位置不变，调节分压电阻改变光电二极管两端的反　向偏置电压　，从０　Ｖ增加到５　Ｖ，每改变０．１　Ｖ，用ＴＥＫ数字荧光示波器（ＤＰＯ４０３４Ｂ）读取一次波形和输出电　压的响应时间ｒ，该示波器具有响应时间测量功能；同时用ＪＧ２２２４（ＤＡ３０）真有效值视频数字毫伏表测量电　压波形的有效值　。不同偏置电压下的输出波形如图３所示，测量得响应时间　ｒ与反向偏置电压ｕ　的关系　曲线如图４所示，电压有效值　随偏置电压的变化关系如图５所示。　由图３可以看出，前置放大器输出脉冲波形的形态随反向偏置电压变化，当光电二极管反向偏置电压为　０．５Ｖ时，输出波形上升沿和下降沿的时间都很短，整个波形与光源驱动器的调制信号波形近似；反向偏压幅度　增加到２．０Ｖ时，光电二极管输出波形上升时间明显延长，下降沿也有一定延长，继续增加反向偏置电压，波形　上升沿下降沿的延迟继续增加，且波形顶部出现一定程度的倾斜。在示波器上还观察到，当所加反向偏置电　０７１２０６－３　５２，０７１２０６（２０１５）　嫩光与光电子学进展　ＷＷＷ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａ１．ｎｅｔ　△ｕ—　（　）△　一（一０．０２２５＋０．０３０Ｕ　一０．０１８　＋０．００２５７０４Ｕ：）ＡＵ　．　压的相对误差表达检测到的光功率相对误差：　（９）　在光电二极管的线性动态范围内，检测到的光功率正比于前置放大器的输出电压。　因此，可用输出电　ＡＰ　△Ｕ　Ｐ　Ｕ　（一０．０２２５＋０．０３０Ｕ　一０．０１８　＋０．００２５７０４Ｕ￣）ＡＵ６　１５４５２—０．０２２５Ｕ　＋０．０１５　一０．００６Ｕ　十０．０００６４２６Ｕ：　．（１０）　由ｆ６　式、ｆ８）式和（９）式得，对于确定的天气状态，能见度也确定，在给定的测试基线下，由于光电二极管　反向偏压漂移产生的能见度测量相对误差为：　ＡＲ一１．尺　（一０．０２２５＋０．０３０Ｕ６—０．０１８　０．００２５７０４Ｕ：）ＡＵ　１．５４５２—０．０２２５Ｕ　＋０．０１５ｕ　一０．Ｏ０６Ｕ　＋０．０００６４２６Ｕ：　川、　‘　ｒｌ１１式说明，对某一光电二极管而言，同样的反向偏压及其漂移，在相同的测量基线下，不同的能见度的　测量误差不同；在同样能见度和测量基线情况下，反向偏压不同、反向偏压漂移相同时，产生的能见度测量　误差也不同。根据（１１）式可以估计不同反向偏置电压下，反向偏压漂移对能见度测量误差的贡献。　图６是能见度为２０　ｋｍ时，在基线为７０　ｍ下，光电二极管分别施加３．３　Ｖ、４．５　Ｖ和５．０　Ｖ反向偏压时，根据　ｆｌｌ１式计算的反向偏压漂移产生的能见度测量相对误差值。针对２ＣＵ＊＊型号光电二极管，施加５．０　Ｖ反向偏　压时，当反向偏压漂移为一３０～３０　ｍＶ时，产生的能见度相对误差为０．１８％－一０．１８％，当反向偏压漂移为一９０－　９０　ｍＶ时，产生的能见度相对误差为０．５４％～一０．５４％；当对该光电二极管加３．３　Ｖ反向偏压时，反向偏压漂移　为一３０～３０　ｍｖ时，产生的能见度相对误差为３．９８％～一３．９８％，反向偏压漂移为一９０～９０　ｍＶ时，产生的能见度相　对误差为１１．９４％～一１１．９４％。当反向偏压为４．５ｖ时，若反向偏压漂移为－３０～３０　ｍＶ，产生的能见度相对误差　为２．６６％～一２．６６％，反向偏压漂移为一９０～９０　ｍＶ时，产生的能见度相对误差为７．９８％－一７．９８％。可见这三种反　向偏压状态中，５．０　Ｖ反向偏压状态下，反向偏压漂移产生的能见度测量误差很小，而在３．３　Ｖ反向偏压状态　下，反向偏压漂移对能见度测量误差贡献最大。　１５一　薹　＼、　、、　…－ｌ０一　、…一ｌ　、、　３．３Ｖ　・　＝４５Ｖ　５．０Ｖ　－　＝．　＝、．　、　５　曼　０．０９—０．Ｏ６—０．０３　．　、　唑、　：　詈　室　墨　。　、　’０．０６　０．ｏ￡　、．　一Ｄ一　～　ｌＯ一　１５一　一图６能见度为２０　ｋｍ，基线长度为７０ｍ时，不同反向偏置电压下电压漂移引起能见度的相对误差　Ｆｉｇ．６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｒｉｔ　ｆｏｎ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｅｒｒｏｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｂｉａｓ　ｖｏｌｔａｇｅｓ，ｗｈｅｎ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　２０　ｋｍ　ａｎｄ　ｂａｓｅｌｉｎｅ　ｉｓ　７０　ｍ　为讨论方便，引入光透过率测量相对误差，用光电二极管前置放大器输出电压相对误差表述为　，　（１２）　式中　为透过率，△　为透过率误差。在一定的能见度时，透过率测量的误差将引起能见度测量误差。例　如，能见度为２０　ｋｍ、测量基线为７０　１２１时，１．０％的透过率测量误差将产生８８％的能见度测量误差。由此可以　看出，在能见度测量过程中具有误差放大效应，前一例中误差被放大了８８倍。从（１１）式可知，误差放大系数　为１／（　，Ｊ），同样的能见度天气状况下，当测量基线变短时，这种误差放大效应更大。　为了确保能见度测量的不确定度在允许的范围内，应尽可能降低代表光功率的测量电压的相对误差。　光电探测器处于测量电压信号采样的最前端，其检测信号的误差在后续的电子线路中将被放大，并与其他　环节的误差叠加，产生更大的电压测量相对误差，再经误差放大后，导致能见度测量误差超出许可范围，使能　见度仪不能正常测量。因此，在低功耗能见度仪的设计和生产过程中，要对光电二极管的响应特性进行检　测，选择响应时间不受反向偏压漂移影响的器件，或者使光电二极管的反向偏压设定在其检测信号输出量　对反向偏压漂移不敏感的状态。例如，在本设计中，选用２ＣＵ＊＊光电二极管作为光探测器时，其反向偏压取　ｎ７１２０６—５　５２，Ｏ７１２０６（２０１５）　澈光与光电子学进展　ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａ１．ｎｅｔ　为５．０　Ｖ较合适，不能借用系统３．３　Ｖ的电源电压，仍需单独设置电源。　５　结　论　反向偏置电压的变化会引起光电探测器响应时间的变化，进而影响能见度测量的不确定度。实验表　明，对于大敏感面积的光电二极管，其响应时间随着反向偏置电压的增大而增大，输出电压的有效值随着反　向偏置电压的增大而减小。在响应时间受反向偏置电压影响较大的区域，反向偏置电压的漂移会给能见度　的测量带来较大的误差，且能见度越高测量的不确定性也越大，例如对于２ＣＵ＊＊光电二极管，反向偏压为　３．３　Ｖ时，反向偏压漂移＋３０　ｍＶ，能产生干４．０％的能见度测量相对误差。大敏感面积的光电二极管的响应时　间随着反向偏置电压的增大而增大的机理有待进一步深入研究。　参考文献　ｌ　Ｗｏｒｌｄ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ．Ｇｕｉｄｅ　ｔｏ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌ０ｇｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ（６ｍ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）【Ｍ】．　Ｇｅｎｅｖａ：ＷＭＯ　Ｐｕｂｌｉｓｈ，１９９６：１８６—１８９．　２　ＺｅｎｇＳｈｕ　ｅｒ，ＷａｎｇＧａｉｌｉ，Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｏｆｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，１９９９，ｌＯ（２）：２０７—２１２．　曾书儿，王改利．能见度的观测及其仪器【Ｊ】．应用气象学报，１９９０，ｌ０（２）：２０７—２１２．　３　Ｘｉｎｇ　Ｘｉａｎｇｎａｎ，Ｃｕｉ　Ｙａｎｍｅｉ，Ｚｈａｎｇ　Ｆｕｇｅｎ，ｅｔ　ａ１．．Ｓｕｍｍａｒｙ　ｏｆ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎ０ｌ０ｇｙ【Ｊ１．Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３０（５）：１５—２０．　邢向楠，崔岩梅，张富根，等．能见度测量技术现状及发展趋势综述【Ｊ】．计测技术，２０１０，３０（５）：１５—２０．　４　Ｒａｏ　Ｒｕｉｚｈｏｎｇ．Ｖｉｓｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ａｎｄ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｏｐｔｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１０，３０（９）：２４８６—２４９２．　饶瑞中．大气中的视觉和大气能见度【Ｊ】．光学学报，２０１０，３０（９）：２４８６—２４９２．　５　Ｘｉｅ　Ｘｉｎｇｓｈｅｎｇ，Ｔａｏ　Ｓｈａｎｃｈａｎｇ，Ｚｈｏｕ　Ｘｉｕｊｉ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，　１９９９，４４（１）：９７—１００．　谢兴生，陶善昌，周秀骥．数字摄像法测量气象能见度［Ｊ】．科学通报，１９９９，４４（１）：９７—１００．　６　Ｌｉｉ　Ｌｉｈｕｉ，Ｌｉｕ　Ｗｅｎｑｉｎｇ，Ｚｈｎｇ　Ｔｉａｎｓｈｕ，ｅｔ　ａｌ—Ａ　ｎｅｗ　ｍｉｃｒｏ—ｐｕｌｓｅ　ｌｉｄａｒ　ｆｏｒ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ　Ｌａｓｅｒｓ，２０１４，４ｌ（９）：０９０８００５．　吕立慧，刘文清，张天舒，等．新型微脉冲激光雷达测量大气水平能见度　．中国激光，２０１４，４１（９）：０９０８００５．　７　Ｌｉｎ　Ｙｏｎｇ，Ｘｕ　Ｚｈｉｙｏｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｊｉｎｇｙｕａｎ，ｅｔ　ａ１．．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｎｏｎ—ｌｉｎｅ　ｏｆ　ｓｉｇｈｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆｏｇ　ｗｅａｔｈｅｒ［Ｊ１．Ａｃｔａ　Ｏｐｔｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１３，３３（９）：０９０１００１．　林勇，徐智勇，汪井源，等．雾环境下ｊＥ视距大气散射传输特性研究【Ｊ】．光学学报，２０１３，３３（９）：０９０１００１．　８　Ｗｕ　Ｄｕｉ，Ｄｅｎｇ　Ｘｕｅｊｉａｏ，Ｙｏｕ　Ｊｉｐｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．．Ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ａｔ　ｓｐｅｅｄ　ｗａｙ　ｆｏｇｇｙ　ａｒｅａ　ａｔ　Ｎａｎｌｉｎｇ　ｍｏｕｎｔａｉｎｓ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｒｏｐｉｃａｌ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２００６，２２（５）：４１７—４２２．　吴　兑，邓雪娇，游积平，等．南岭山地高速公路雾区能见度预报系统【Ｊ】．热带气象学报，２００６，２２（５）：４１７—４２２．　９　Ｃ　Ｃａｍｉｎｏ，Ｅ　Ｃｕｅｖａｓ，Ｓ　Ｂａｓａｒｔ，ｅｔ　ａ１．．Ａｎ　ｅｍｐｉｒｉｃａｌ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｅｓｔｉｍａｔｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｄｕｓｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ａｆｒｉｃａ［Ｊ］．Ａｅｏｌｉａｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１５，１６：５５—６８．　１０　Ｗａｎｇ　Ｑｉｎｇｙｏｕ．Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｓｅｎｓｏｒｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００７：７０—９６．　王庆有．光电传感器应用技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００７：７０—９６．　１１　Ｅ　Ｊ　ＭｃＣａｒｔｎｅｙ．Ｏｐｔｉｃｓ　ｏｆｔｈｅ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ，１９７６：３７—４９．　１２　Ｚｈａｎｇ　Ａｉｃｈｅｎ．Ｍｏｄｅｒｎ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｐｅｋｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，２０００：１７３—１８１．　张霭琛．现代气象观测【Ｍ１．北京：北京大学出版社，２０００：１７３—１８１．　１３　Ｚｈｕ　Ｈｕａｈａｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ＰＩＮ　ｐｈ０ｔ０ｄｉｏｄｅ【Ｊ】．Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　０ｐｔ０ｅ１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，１９７８，（１）：８—１３．　朱华海．消除高速ＰＩＮ硅光电二极管中扩散电流的研究［Ｊ］．半导体光电，１９７８，（１）：８—１３．　１４　Ａｎ　Ｙｕｙｉｎｇ，Ｚｅｎｇ　Ｘｉａｏｄｏｎｇ，Ｆｅｎｇ　Ｚｈｅｊｕｎ．Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｒｅｓｓ，　２０１０：ｌ１２－ｌｌ５．　安毓英，曾晓东，冯　瑁．光电探测与信号处理【Ｍ】．北京：科学出版社，２０１０：ｌｌ２一ｌｌ５．　栏目编辑：殷建芳　Ｏ７１２０６—６