荧光激光雷达对气溶胶云团进行远程侦测时，常利用决策树法对云团的荧光光谱信号进行识别。当大气能见度较差或背景辐射较强时，激光雷达的信噪比下降，导致分类识别的准确性明显降低。针对这一问题，提出了一种基于特征提取的决策树分类方法，该方法充分利用荧光光谱信号的信息，具有较强的适用性。首先介绍了生物荧光光谱的特点及传统识别算法和改进识别算法的原理；然后实验测试了6种生物溶液的荧光谱，并通过在这6种生物物质的荧光光谱中增加不同强度的噪声，对两种分类识别算法的性能进行了对比分析。结果表明：所设计的基于特征提取的决策树算法的训练时间基本不随噪声大小改变，当光谱信号的信噪比为10时，对6种生物物质的识别准确率基本达到80%以上；对于两种荧光光谱极其相似的生物，具有较强的区分能力，识别准确性优于传统识别算法；抗噪能力较强，提高了生物气溶胶激光雷达的探测识别能力。

为了研究云粒子微观特性, 采用激光成像技术、高斯光束匀化处理技术、高分辨率阵列探测器以及图像抽帧还原算法, 研制出激光云粒子成像仪。通过地面模拟测量及实际飞行试验, 对仪器性能进行了测试。结果表明, 研制仪器可实现对25 μm~1550 μm云粒子的成像, 分辨率为25 μm, 粒径测量误差小于9.5%; 实测的冰晶粒子形态符合云粒子自然分布规律, 粒子尺度谱符合指数分布, 决定系数在0.58~0.97之间。该研制仪器可为云降水微物理研究提供基础观测数据。

差分吸收激光雷达具有探测距离远、灵敏度高、响应时间快等特点, 可用于大范围大气有毒有害气体的遥感监测, 成为近年来大气有毒有害气体激光遥测技术发展的重点。首先阐述了差分吸收激光雷达大气遥测基本原理, 其次从激光器应用和系统平台发展两个方面分析了该技术的技术发展现状, 最后提出了宽光谱、多波长、新探测体制的激光雷达、多平台应用、复合系统将成为未来基于差分吸收激光雷达有毒有害气体遥测发展方向。

激光多普勒测风雷达利用光学多普勒效应来实现对大气风场的非接触式测量,具有空间和时间分辨率高、覆盖范围大、探测距离大等特点,适用于可移动式、地基、车载、舰载、机载、星载等多种承载平台,广泛应用于飞行安全、风力发电、气象预报、科学研究、****等领域。针对当前激光多普勒测风雷达的主要体制、技术、国内外最新研究成果及应用进行介绍和分析,对直接探测和相干探测2种测风技术进行比较,并对激光多普勒测风技术的发展趋势、研究热点和应用拓展进行简要总结。

使用窄线宽激光源是相干激光测风雷达的特点之一, 为研究不同线宽光源对激光测风雷达探测性能的影响, 从理论分析了在相干长度内、外时光电流的频谱特性, 并使用了三种不同线宽的激光光源进行实际的测风试验。试验表明, 当探测距离在相干长度外时, 100 kHz光源信号幅度较1 kHz与10 kHz两种光源下降约30%, 且部分频段噪声幅度较大。因此, 在设计中近程激光测风雷达, 可考虑选用百kHz量级线宽光源, 而探测距离数千米甚至更远的中远程激光测风雷达, 可考虑选取几十千赫级线宽光源。

为了实现非视线激光大气散射通信, 根据米氏散射理论, 建立了非视线通信链路模型, 研究了1.06μm激光的大气散射通信技术,分析了激光接收功率、激光发射功率、激光发散角、接收视场、探测器灵敏度、发射机倾角、接收机倾角、大气衰减和通信距离的关系, 并搭建了试验原理系统, 进行了1km距离的散射通信试验, 获得了激光散射信号。结果表明, 在一定的天气条件下, 采用波长为1.06μm的红外激光进行信号传输, 有望实现远距离的大气散射通信。

概述了生物/化学战剂激光遥测主要技术的原理和特点，分析了国外利用差分激光雷达技术、拉曼光谱技术和激光诱导荧光技术对生物/化学战剂进行激光遥测的发展现状，重点介绍了光声光谱、拉曼荧光复合探测、量子级联激光器和红外焦平面阵列等新兴技术在生物/化学战剂激光遥测中的应用，指出了生物/化学战剂激光遥测技术的发展趋势。

为了研究光纤激光器工作中的自发辐射现象，从掺Yb3+光纤的能级结构和速率方程出发，建立主振荡功率放大（MOPA）光纤激光器的数学模型，对系统内各参量进行了数值计算。分析结果显示：在抽运工作稳态条件下，放大器的系统储能和自发辐射受到抽运强度和粒子掺杂浓度的影响；对于低重复频率的脉冲信号，放大过程中的自发辐射非常严重。为了减弱自发辐射，将连续抽运换成适当脉宽的脉冲抽运，即在信号脉冲前进行一段能够刚好让上能级粒子数充分恢复的脉冲抽运，可以在不影响信号脉冲放大的前提下，明显削弱连续抽运情况持续存在的自发辐射。数值模拟表明该方法在适当的抽运脉宽和强度下是可行的，实验数据则较为完好地印证了计算结果。

为了加快发展我国机载测风雷达技术，对机载激光多普勒测风雷达的研究及应用情况进行了介绍，对机载激光多普勒测风雷达的基本工作原理、系统组成、应用方式及领域等进行了分析，并对光纤激光器在机载雷达系统中的应用进行了预测。结果表明，采用全光纤相干结构的机载测风雷达具有测量精度高、结果稳定可靠、响应速度快、系统结构紧凑、环境适应能力强、适合多种工作平台等特点，可广泛应用于各型大型飞机提供下视高度详尽的大气风场气象参量，以保障空投空掷作业的准确性与安全性；另外还可以为飞机飞行提供前方航道大气湍流及横切风的预测，保障飞行安全等。

为了解决激光驾束制导中发动机烟雾对制导激光场信号的衰减问题，采用van de Hulst近似计算方法，模拟研究了烟雾对1.06μm，1.55μm，10.6μm波长的激光在不同复折射率参量下的吸收、散射、衰减效应。结果表明，复折射率不变时，烟雾对长波长激光的吸收衰减较小；烟雾对激光的衰减峰值随着折射率虚部的增大而变小；峰值的位置随着激光波长的增加向粒子半径增大的方向移动。该研究结果对激光驾束制导**的研制具有较大的参考价值。