利用半解析蒙特卡罗方法建立了侧向散射激光雷达的理论模型.根据理论模型研究了多次散射条件下, 大气气溶胶对激光雷达光束的侧向散射机制.通过对理论模型的仿真, 得到了侧向散射光子的空间分布规律, 获得了侧向散射光强和散射系数曲线.比对了能见度分别为5.7 km, 8.0 km, 10.2 km的实验大气条件下仿真与实验获取的散射系数曲线, 发现当模型中大气平均散射因子和非对称因子(μs, g)分别为(0.7, 0.65), (0.45, 0.45)和(0.2, 0.35)时, 仿真与实验的拟合优度优于95%.

设计了基于Nd∶YVO4/Nd∶GdVO4组合晶体的双波长激光器, 研究了双波长激光器的热效应以及双波长信号的频率差调谐特性.实验中固定抽运功率, 调节组合晶体的温控温度从5 ℃上升到40 ℃, 测得双波长信号的频率差从351.11 GHz下降到316.14 GHz, 频率差与温控温度呈负线性关系, 斜率为-0.95 GHz/℃.对于实验结果, 从掺钕晶体发射谱的温度漂移特性角度进行了分析, 发现激光波长漂移由晶体发射谱随温度的漂移引起, 双波长信号的频率差变化则由不同晶体的温度漂移速率不同引起; 分析结果与双波长激光器频率差实验结果符合较好.

实验研究了在一定抽运条件下, Nd∶YVO4/Nd∶GdVO4组合晶体双频激光器随温度变化的输出特性。在实验过程中, 设置抽运电流为14.5 A, 以5 ℃为间隔增加组合晶体的热沉温度, 当温度由5 ℃升至40 ℃时, 激光器实现了大于310 GHz的超大频差双频激光信号输出。实验结果发现：输出双频激光信号的功率均与热沉温度呈负相关关系, 拟合出的左、右峰功率随热沉温度的变化率分别为-0.0190 ℃-1和-0.0082 ℃-1; 尤其当热沉温度为32.36 ℃时, 双频激光器达到功率均衡状态。此外, 实验结果还发现输出双频激光信号的波长会随着热沉温度的上升发生线性红移, 其中左峰漂移速度为9.70 pm·℃-1, 右峰漂移速度为6.12 pm·℃-1。