气溶胶粒子的形状影响其光散射特性，粒形定量描述的重要性受到越来越多的关注。以光散射法和成像法总结了气溶胶粒形光学测量技术的进展，并在对比两者优缺点的基础上，从优势结合的角度探讨了粒形测量的新思路。

利用大气光学参数测量系统对各种大气光学参数进行了实地测量，通过对实验数据的统计分析得出了绵阳地区近地面各种大气光学参数的初步变化特点，对绵阳地区的大气光学参数结构特性有了初步的认识，其结果为进一步进行激光传输和大气性质的遥感探测及实际激光工程应用提供了有益参考。

介绍了GPS测风系统的构成、GPS接收机的性能指标和从GPS定位信息反演大气风场的方法，GPS接收机的性能指标与反演的风场数据的精度和可靠性关系密切。为了验证GPS测风技术的可靠性，进行了和风廓线仪、Vaisala探空的对比实验，结果表明：GPS探空和风廓线仪及Vaisala气球测风的结果相关性都很好，风速、风向廓线较为接近，但GPS测得的风速平均值比风廓线仪和Vaisala的测量结果均偏大。进一步分析了GPS测风产生偏差的原因，对误差做出合理的订正十分必要。

微脉冲激光雷达(MPL)是探测大气气溶胶和云的有效工具。为了解气溶胶和污染物在城市近地面范围内的水平分布情况，使用自行研制的MPL开展了气溶胶和污染物水平分布的探测研究。对实测的水平数据，尝试采用分段斜率法和Fernald方法计算气溶胶和污染物消光系数的水平分布。研究表明，运用分段斜率法和Fernald法计算MPL水平数据均是可行的。

恒星－背景对比度是星敏感器白天探测恒星的一个重要参数，它决定了星敏感器可探测星等的极限值。叙述了恒星－背景对比度的计算方法，分析了星敏感器在3°×3°视场角和0°与40°两个观测角下，6等K和M型恒星的对比度随观测高度、太阳天顶角、波段和恒星光谱类型的变化特征。结果表明：对比度随观测高度的增加按指数增加，40 km高度上的对比度是10 km上对比度的100倍左右；随太阳天顶角的增加按线性增加，长波波段上80°太阳天顶角的对比度是20°时的6倍左右；经过滤波片(B+W090)滤光的全波段(0．4～1．0 μm)上的对比度和0．6～0．7 μm分波段的对比度较接近；全波段上的对比度随恒星光谱类型几乎不变化。这些结果可用于星敏感器在大气层内白天观测恒星的星等极限估计。

采用5种不同中心激发波长的超高亮LED作为激发光源构建了一套水体浮游植物活体荧光检测系统。利用该系统测量24种不同来源水样和同一水样10种不同比例稀释样品的浮游植物活体荧光强度，研究了荧光强度与叶绿素a浓度的线性关系。结果表明：蓝光LED(最大发射波长442．7 nm)是用以测量浮游植物活体荧光的最适合光源，相应的检测限达到了0．0278 μg／l(叶绿素a)；浮游植物种类、环境造成的荧光量子效率以及水体DOM背景荧光均对活体荧光的测量结果产生影响，尤以浮游植物种类和荧光量子效率的影响更为显著。因此，蓝光超高亮LED将为浮游植物活体荧光测量提供廉价的替代光源，为利用该光源研发浮游植物浓度原位荧光检测仪提供了潜在的可能。为克服浮游植物种类、荧光量子效率以及DOM背景荧光对浮游植物活体荧光测量结果的影响，需要进一步研究上述因素的具体影响行为，发展相应方法进行校正。

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性，获得被选定的待测气体特征吸收谱线的吸收光谱，从而对待测气体进行定性或定量分析。TDLAS技术与开放式的多次反射池相结合，分别利用二次谐波探测方法和自平衡加波长调制的新型检测方法，测量了酒精喷灯火焰的CO浓度。测量结果表明，自平衡加波长调制的新型检测方法与二次谐波检测方法相比，不仅使检测限提高了16．3倍，还有效地消除了激光器、火焰的光强波动影响，可以应用在燃烧控制及喷焰气体CO浓度测量等多个领域。

差分吸收光谱技术(DOAS)由于时间分辨率高、高灵敏度和操作费用低等特点非常适合对大气中痕量气体HCHO进行实时追踪。对HCHO的测量方法和数据反演进行了研究，通过增大信噪比，扣除背景杂散光等手段对其进行了准确测量；详细介绍了数据的处理方法，包括反演波段的选择、干扰结构的去除、数据处理流程和谱线的非线性处理。对不同波段反演HCHO的干扰因素、反演浓度结果和反演准确度进行了分析与对比，结果显示，314～332 nm是HCHO浓度反演的最佳波段。对广州市的HCHO进行了实时、连续监测，并取得了有效数据。

基于甲烷气体在近红外波段对光的吸收机理，提出一种新安全型光纤甲烷传感器系统。系统以ELED作为宽带入射光源，利用甲烷在光纤低损耗窗口波段的吸收特性，利用波分复用技术和直角棱镜吸收池，并采用提高波长检测精度的DMF(数字匹配滤波器)对微弱信号进行处理，使得系统的灵敏度达到120 ppm。实验研究表明，此系统的稳定性和检测精度还需进一步提高。

在热红外光谱区域，假设非同温平面混合像元的发射率为r－emissivity，那么它的辐射温度是随波长变化的。以典型的由土壤和植被组成的非同温平面混合像元为例，分析了非同温对其辐射温度的影响，并给出体现辐射温度变化的可能的方法。利用模拟的热红外高光谱数据对该方法进行了验证，验证结果表明，该方法能够较好地刻画非同温平面混合像元辐射温度随波长的变化，提高了非同温平面混合像元r－emissivity的反演精度。

后向散射率不仅是机载激光雷达探测海水后向散射信号的重要参量，也是海洋悬浮粒子重要的光学特性，根据米氏散射理论及其散射相函数计算公式，推导出了海洋悬浮粒子后向散射率的计算公式。通过对海水中的藻类粒子和悬浮泥沙颗粒散射相函数的分析，获取这两类主要海洋悬浮粒子各自的后向散射率，并进一步分析了后向散射率与粒子半径和波长的关系。仿真计算结果表明，当探测波长一定时，藻类粒子的后向散射率随粒子半径的增大而增大，而悬浮泥沙颗粒的后向散射率随粒子半径的增大而减小；当粒子半径一定时，藻类粒子和悬浮泥沙颗粒的后向散射率均随探测波长的增大而增大。

为满足傅立叶红外(FTIR)光谱仪在环境监测方面的数据采集与处理的需要，采用ADLINK公司多功能数据采集卡DAQ2005以及VC，在Windows平台上设计实现了对FTIR光谱仪多路干涉信号进行实时采集、处理与显示的软件。方便实验人员及时、准确地得到实验结果。

大气相干长度仪作为测量大气参数的仪器，白天用太阳边缘(夜晚利用恒星)成像在CCD上，利用到达角起伏法测量大气参数。在昼夜交替阶段，肉眼看不到星光而太阳高度角不在可测范围而无法测量。为进行此时间段连续测量，首先要实现低信噪比下星光点目标的检测。在选用合适红外滤波片和高灵敏度CCD的基础上，对采集到的图像进行帧累加和局部增强等处理方法，较好地完成了目标的检测。