研制了一种适用于车载激光雷达的收发光路自动准直系统。该系统采用了CCD相机和图像处理技术以确定发射光束的方向与接收光路的准直情况。使用一台2维电动调整导向镜，改变激光发射方向。计算机测控软件负责监测收发准直情况并且实现发射激光光束方向的调整，而无需人员干预。实验室验证系统上的测量表明，当准直误差为40μrad时，完成准直需要的时间通常不超过40s。

激光器的一个重要特点是指向性好,因而指向稳定性是激光器的重要指标之一.当前采用高速CCD器件和图像处理技术在普通实验室就可以进行指向稳定性的精密测量.测量了连续HeNe激光器和YAG脉冲激光器自身的光束抖动,前者的光束指向方差小于6 μrad,后者达到22 μrad.

在AML-2车载测污激光雷达中,对装有不同气体的拉曼管进行拉曼激发获得相应的强、弱吸收关波长。针对差分雷达激光发射光路转换的特点及提高雷达监测的实时性能要求,基于激光偏振调制原理提出了激光雷达光路分束设计的新方法,对该方法可行性进行了理论分析,并对改进光路的能量损失进行了估算,模拟结果显示改进后的系统延长了仪器的使用寿命,提高了测量的实时性。为提高差分激光雷达实时监测性能提供了一种新方法。

研究和设计了探测大气CO₂浓度的Raman激光雷达，其发射机采用Nd∶YAG激光的三倍频354．7 nm作为工作波长，发射的单脉冲能量60 mJ，重复频率20 Hz；接收机采用了光电倍增管(量子效率25%)和光子计数器(计数速率200MHz)，探测CO₂的Raman散射371．66 nm(频移1285 cm^－1)信号，采用组合滤光片来抑制强的354．7 nm Mie－Rayleigh后向散射和氧气Raman后向散射375．4 nm对信号的严重干扰。主要采取排除法，检验其他波段的辐射是否被截止，实验证明回波主要是371．66nm辐射。O₂的干扰大约为CO₂信号的1%。

目前监测网中大部分SO₂、NO₂和O₃监测设备为地基点式仪器。该种设备不能获得大气SO₂、NO₂和O₃的空间分布信息。SO₂、NO₂和O₃的空间分布数据在习惯上一般是通过球载探测仪来获取。但通过球载仪获得的数据时间和空间分辨率都较差。中科院安徽光机所已开发研制完成了车载测污激光雷达系统。该系统能进行大气SO₂、NO₂和O₃进行三维空间扫描测量。利用该系统2001年12月27日至2002年1月27日期间于北京市进行了大气SO₂、NO₂和O₃的监测实验，首次给出了北京市近地面层大气SO₂、NO₂和O₃的激光雷达测量数据。测量数据与地面仪器的监测数据进行了比较，结果表明车载测污激光雷达系统的测量数据是合理可靠的。

设计了一种新颖探测对流层二氧化碳气体的1572nm差分吸收雷达,它的发射系统基于脉冲的种子注入KTP参量振荡器(OPO).OPO由1064nm Nd:YAG多模激光泵浦,转换效率10%,重复频率20Hz,OPO的腔长由PZT单元和二氧化碳多通道吸收池精确控制,种子注入时,它可以产生单模窄带的信号光脉冲输出, 对应的空闲光输出仍然是多模.窄带on光源(线宽小于600MHz)对应于二氧化碳光谱的强吸收线,宽带off光源(150GHz)对应于光谱的弱吸收线.on?蚾ff双波长工作是通过对种子光的10Hz开关来得到的.雷达接收系统的核心是近红外光电倍增管和光子计数器,光电倍增管制冷到-60℃以降低其噪声.实验表明,该雷达的信噪比在6km以内大于10 :1(10分钟6000个脉冲累加).

介绍了自行研制的车载差分吸收激光雷达系统,此台雷达被用于监测大气污染如二氧化硫等.利用此台雷达在北京和合肥进行了实地测量,给出了对二氧化硫测量的典型结果并进行讨论分析.

介绍了平行轴与共轴激光雷达几何重叠因子的物理意义,并从几何推导和实验测量两方面给出求解几何重叠因子的方法.通过对AML-1激光雷达(共轴系统)的实验总结,列举了一些有关几何重叠因子的典型结果,并分析了激光雷达几何重叠因子对探测气溶胶消光系数的影响.最后得出,气溶胶消光系数对几何重叠因子的修正非常敏感,但在激光雷达系统稳定且操作规范的情况下,几何重叠因子随距离的分布曲线是相对稳定的,此时对气溶胶消光系数的影响也较小.

利用AD数据采集卡和EM500型能量计的传感探头,设计了一个同步双通道脉冲激光能量测量系统,详细介绍了各个部分的设计原理、实现过程以及系统的标定和校验方法.系统标定和校验的结果表明,该系统准确可靠,可以用于需要在同一光路中的两个不同点同时测量脉冲激光能量的场合,最后介绍了该系统在受激拉曼散射(SRS)研究中的应用.

针对环境监测工作的迫切需要,开发研制了我国第一台车载式大气污染监测激光雷达。它具有测量范围大,距离分辨率高、数据可靠、灵敏度高等特点,并通过驱动单元能进行空间三维探测。该雷达系统能监测四种大气污染物,即大气气溶胶、二氧化硫、二氧化氮和臭氧。大气二氧化硫、二氧化氮、臭氧的最高探测灵敏度分别为0.01 mg/m3、0.04 mg/m3、0.01 mg/m3,气溶胶的消光系数探测限为10-4 km-1,最高探测空间分辨力为7.5 m,最大探测距离为3～10 km。介绍了其基本原理,关键技术和运行情况。