窄带钠层荧光激光雷达可以获得80~110 km钠层风场和温度，是高空大气探测的发展趋势。报道了最新研制成功的国内首台全光纤、全固态窄带钠层荧光激光雷达系统，包括全固态激光雷达整机方案、系统采用关键技术及钠层初步探测结果。该系统已经初步实现北京上空钠层温度和钠原子数密度的探测。该全固态型激光雷达具有稳定性好、可靠性高、硬件调整少等特点，为钠层探测提供了有利手段。

大气气溶胶中的重金属成分对人类健康有严重的危害,有必要对其进行控制和检测。 利用自行搭建的一套激光击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)大气气溶胶监测系统,对中南民族大学电信学院楼顶处的气溶胶 进行了为期一个月的探测研究,获得了这一个月中PM10的分布和Be元素谱线强度的分布, 通过对烟花爆竹燃烧产生的烟雾进行探测,获得了多种重金属元素的LIBS光谱图。通过对 光谱图的定性分析表明,该技术能够同时检测大气气溶胶中重金属成分。配置含Cd、Sr、Na、 Pb不同浓度的大气样品进行了定标实验,结果表明这些元素的谱线强度与其元素浓度有很好的线性关系, 其线性拟合相关度均大于0.94。这些研究结果有效表明该技术能用于大气气溶胶中多种重金属成分的同 时探测,为大气气溶胶中重金属成分的实时在线检测提供了一种新的方法。

利用法拉第反常色散滤光器(FADOF)透射频谱曲线稳定而又可调谐的特点,设计了一种测速多普勒激光雷达, 一方面用其对发射激光稳频,同时用同种原子的FADOF对回波光鉴频,使发射激光频率和鉴频曲 线建立相对稳定的关系,可有利于提高测速精度。试验系统采用Cs原子FADOF, 在-40~40 m/s的 测速范围内,测速误差为±0.74 m/s。

通过武汉物理与数学所的白天钠激光雷达,对武汉(30°30′N, 114°E) 上空的钠层昼 夜变化特性及潮汐波活动进行了观测。在一次持续时间超过两天的观测中,钠层表现出了 很强的日周期变化特性,钠层的柱密度、层宽度、质心高度都呈现出24 h的变化周期。 各个高度上的钠层密度变化也呈现出清晰的24 h下行波的相位传播现象。这些结果都可 以归因于一个显著的日潮汐波扰动。从观测数据中提取出来的潮汐相位与GSWM00模式符合得很好。 在其它的三个短时间白天观测中我们也观察到了显著的钠层日周期变化,而平均钠层日变化呈现出了 显著的日潮汐波传播结构。这个结果与已有的报道很符合,即日潮汐波是武汉上空主要的潮汐波。

在许多光电系统中,如激光雷达、激光通信、光电探测等,对其 滤光和鉴频的能力提出了越来越高的要求。 采用传统的光学高分辨技术满足这些应用要求,存在高光谱分辨率与系统稳定性、技术复杂性、 甚至成本的矛盾,而采用基于原子跃迁的高分辨光学技术(即原子滤光技术),可以在很大程度上缓解这一矛盾。 在光电系统接收端采用原子滤光技术后,在其发射端也必须采用同种原子的同种跃迁控制激光波长, 从而构成了原子控制的光学信道。介绍了原子控制光学信道的作用、原理、构成,以及几种采用 原子控制信道进行高分辨率滤光和高精度鉴频的光电系统。

相比于法拉第反常色散滤光器(FADOF)的精确模型，强磁场模型的能级结构简单,可以给出一些解析表达式,但是只有当磁场较强时 才近似成立。通过计算两种模型在相同参数下的钠原子D2线透射谱,并将计算得到的谱型和实验数据进行比对, 得出了强磁场模型的适用条件以及符合程度。当磁场小于0.1 T时,两种模型中心透射谱的差别大于50%, 而当磁场大于0.3 T时,透射谱的差别小于5%。

通过一台NdYAG激光器抽运两台脉冲染料激光器，产生589 nm和770 nm两种可调谐波长激光，分别激发钠层和钾层原子的共振荧光，再通过双光纤焦面分光接收，实现了利用一台激光雷达同时探测高空钠层和钾层，从而为更经济、更有效地开展高空钠层和钾层比较性探测研究提供了一种新的手段。

原子滤光器是一种新型的光频选择与光频鉴别器件,由于该器件工作频率由原子的跃迁频率所决定,使之具有中心频率极稳、工作带宽极窄、以及带外抑制强、透射效率高等诸多优点。近年来,该器件在激光雷达、激光通信等多种光电探测领域获得了越来越广泛的应用,并由此大大提升了光电系统的能力和水平。介绍了几种典型的原子滤光及鉴频器件的原理、结构及其研制状况,并介绍这些原子滤光或鉴频器件在若干重要光电探测系统中的应用技术及应用效果。

在已有的双波长高空探测激光雷达的基础上，通过采用钠原子滤光器技术以及配合相应的关键技术，使得其中的钠层荧光通道具有了白天探测能力。由于钠原子滤光器极窄的滤光带宽和极强的带外抑制，使得即使在中午太阳背景光最强的时段，也能以光子计数方式探测到80～110 km高空钠层的微弱回波信号。实验观测结果表明，该技术已具备了对高空钠层的全时段探测能力，从而使利用激光雷达对我国高层大气进行24 h连续探测研究成为可能。

报道了一种用激光雷达方法测量大气湍流的技术,利用发射激光束在空间所需位置产生一个聚焦光斑,通过此光斑处的大气分子瑞利散射机制形成一个空间的人造散射光源,接收系统对此光源的散射光进行探测,测量出从地面到此空间散射光源之间的大气湍流参数.给出了对武汉上空大气湍流测量的初步结果.得到了不同高度层的大气相干长度随时间的变化特性、平均值和起伏均方差,并对实验测量和模型计算的大气折射率结构常数在相应高度段的积分值进行了比较,二者积分值都在10-12量级,得到的结果基本相符.这种测量方法的实现,为测量空间不同方位、不同距离的大气湍流提供了一种新的手段.