Abstract

We describe the retrieval of nighttime lidar profiles by use of a large holographic optical element to simultaneously collect and spectrally disperse Raman-shifted return signals. Results obtained with a 20-Hz, 6mJ/pulse, frequency-tripled Nd:YAG source demonstrate profiles for atmospheric nitrogen with a range greater than 1 km for a time average of 26 s.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and R. A. Ferrare, J. Appl. Meteor. 28, 789 (1989).
    [CrossRef]
  2. R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
    [CrossRef]
  3. D. N. Whiteman and S. H. Melfi, J. Geophys. Res. 104, 31,411 (1999).
    [CrossRef]
  4. J. E. M. Goldsmith, F. H. Blair, S. E. Bisson, and D. D. Turner, Appl. Opt. 37, 4979 (1998).
    [CrossRef]
  5. G. K. Schwemmer, “Conically scanned holographic lidar telescope,” U.S. patent5,255,065 (October19, 1993).
  6. D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
    [CrossRef]
  7. R. D. Rallison and S. R. Schicker, Proc. SPIE 2404, 217 (1995).
    [CrossRef]
  8. R. D. Rallison and S. Arnold, Proc. SPIE 2689, 292 (1996).
    [CrossRef]

1999 (2)

D. N. Whiteman and S. H. Melfi, J. Geophys. Res. 104, 31,411 (1999).
[CrossRef]

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

1996 (1)

R. D. Rallison and S. Arnold, Proc. SPIE 2689, 292 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

R. D. Rallison and S. R. Schicker, Proc. SPIE 2404, 217 (1995).
[CrossRef]

1992 (1)

R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
[CrossRef]

1989 (1)

S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and R. A. Ferrare, J. Appl. Meteor. 28, 789 (1989).
[CrossRef]

Arnold, S.

R. D. Rallison and S. Arnold, Proc. SPIE 2689, 292 (1996).
[CrossRef]

Bisson, S. E.

Blair, F. H.

Chaudhuri, S. S.

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

Evans, K. D.

R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
[CrossRef]

Ferrare, R. A.

R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
[CrossRef]

S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and R. A. Ferrare, J. Appl. Meteor. 28, 789 (1989).
[CrossRef]

Goldsmith, J. E. M.

Guerra, D. V.

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

Melfi, S. H.

D. N. Whiteman and S. H. Melfi, J. Geophys. Res. 104, 31,411 (1999).
[CrossRef]

R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
[CrossRef]

S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and R. A. Ferrare, J. Appl. Meteor. 28, 789 (1989).
[CrossRef]

Rallison, R. D.

R. D. Rallison and S. Arnold, Proc. SPIE 2689, 292 (1996).
[CrossRef]

R. D. Rallison and S. R. Schicker, Proc. SPIE 2404, 217 (1995).
[CrossRef]

Schicker, S. R.

R. D. Rallison and S. R. Schicker, Proc. SPIE 2404, 217 (1995).
[CrossRef]

Schwemmer, G. K.

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

G. K. Schwemmer, “Conically scanned holographic lidar telescope,” U.S. patent5,255,065 (October19, 1993).

Turner, D. D.

Whiteman, D. N.

D. N. Whiteman and S. H. Melfi, J. Geophys. Res. 104, 31,411 (1999).
[CrossRef]

R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
[CrossRef]

S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and R. A. Ferrare, J. Appl. Meteor. 28, 789 (1989).
[CrossRef]

Wilkerson, T. D.

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

Wooten, A. D.

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Geophys. Res. Lett. (1)

R. A. Ferrare, S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and K. D. Evans, Geophys. Res. Lett. 19, 1599 (1992).
[CrossRef]

J. Appl. Meteor. (1)

S. H. Melfi, D. N. Whiteman, and R. A. Ferrare, J. Appl. Meteor. 28, 789 (1989).
[CrossRef]

J. Geophys. Res. (2)

D. N. Whiteman and S. H. Melfi, J. Geophys. Res. 104, 31,411 (1999).
[CrossRef]

D. V. Guerra, G. K. Schwemmer, A. D. Wooten, S. S. Chaudhuri, and T. D. Wilkerson, J. Geophys. Res. 104, 22,287 (1999).
[CrossRef]

Proc. SPIE (2)

R. D. Rallison and S. R. Schicker, Proc. SPIE 2404, 217 (1995).
[CrossRef]

R. D. Rallison and S. Arnold, Proc. SPIE 2689, 292 (1996).
[CrossRef]

Other (1)

G. K. Schwemmer, “Conically scanned holographic lidar telescope,” U.S. patent5,255,065 (October19, 1993).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Holographic exposure setup used for recording the interference pattern for a transmission HOE with focusing power. (b) HOE used as a lidar receiver for monitoring wavelength-shifted light that is due to Raman scattering.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup used to recover Raman-shifted backscatter from atmospheric nitrogen.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Raw PMT signal corresponding to Raman-shifted backscatter from atmospheric nitrogen and (b) profile corrected for atmospheric transmission and range-squared normalized.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

P=zx=ηλ1λb-sin α.

Metrics