提出了一种基于Pancharatnam-Berry(PB)相位调控产生混合偏振矢量光束的方法.按照光轴随空间坐标变化的规律, 用相位延迟为π的PB相位元件对PB相位进行操控, 获得局域偏振为线偏振的矢量光束, 将此矢量光束入射到四分之一波片, 产生混合偏振矢量光束.通过测定斯托克斯参数重构输出光场的偏振分布, 实验结果表明：当以θ0=0的线偏振光入射时, 输出光场包含庞加莱球上垂直于S3轴经线圆上所有偏振态的混合矢量光场; 当以θ0=π/2的线偏振光入射时, 输出光场包含庞加莱球上垂直于S1轴经线圆上所有偏振态的混合矢量光场.

通过分析大气中CO₂的超精细吸收光谱来选择适合宽谱大气CO₂浓度探测的红外激光波长，为研制宽谱红外激光雷达提供了依据。宽谱红外激光雷达的光谱范围远大于普通差分吸收激光雷达的光谱范围，不需要较高的锁频技术，能够避免差分吸收激光雷达由于在on 波长处偏移引起的测量误差。对比大气中水汽的吸收光谱、超辐射发光二极管(SLED)的发光光谱，以及铟镓砷(InGaAs)红外探测器的响应光谱，可以在理论上确定满足大气CO₂ 浓度探测的宽谱红外激光中心波长约为1572 nm，波长范围约为1568~1575 nm。通过设计实验装置，得到中心波长为1571 nm，波长范围为1564~1578 nm，输出功率约为0.01 mW 的宽谱红外激光。该波段宽谱红外激光避开了大气中水汽吸收的影响，而且模块简单、容易实现，对实现利用宽谱红外激光雷达探测大气CO₂浓度分布有一定的帮助。

基于大气中CO2的超精细吸收光谱，利用超辐射发光二极管和掺铒光纤放大器来构建一种用于高精度大气CO2 浓度探测的宽谱红外激光源，其光谱范围远大于普通差分吸收激光雷达的光谱范围，能够实现宽谱探测技术的要求，而且不需要较高的锁频技术，避免了差分吸收激光雷达技术由于在on 波长处偏移引起的测量误差。实验结果表明，最终得到的宽谱红外激光源中心波长约为1584 nm，光谱有效范围为1564~1604 nm，输出光功率可达到2 W 以上，光纤放大器对该范围内光放大的最大增益可达34 dB 以上。该激光光源具有体积小、功率大、成本低和携带方便的优点，对实现利用宽谱红外激光雷达探测大气CO2浓度分布有一定的帮助。