亚稳态氦激光雷达通过发射调谐至亚稳态氦原子的1 083.0 nm共振线的激光来探测热层和外逸层的亚稳态氦原子数密度。能够覆盖的探测范围约为200~1 000 km。在这个高度范围内，亚稳态原子密度较小，随着季节的变化，数密度最大通常不超过1 cm-3。中国科学技术大学目前正在研制基于六个1 m口径望远镜阵列和高能量1 083 nm脉冲激光器的亚稳态氦共振荧光激光雷达。雷达的望远镜有效面积约4.8 m2；1 083 nm脉冲激光器采用光参量震荡(OPO)和光参量放大(OPA)技术，以532 nm高能量脉冲作为泵浦光，最终输出单模窄带宽(300 MHz)的1 083 nm脉冲光；接收端采用深度制冷(-120 ℃)的InGaAs探测器，量子效率大于30%，暗计数可控制在100 s-1以内；滤波模块采用干涉滤光片和FPI超窄带滤波串联的方式，最终将滤波半宽压缩到10 GHz左右，峰值透过率55%。综合以上关键技术指标，在数密度较大的季节，信噪比可能达到约400，在数密度较小的季节，信噪比约为10。

由于其独特的大气敏感特性，太赫兹波在大气遥感领域起着越来越重要的作用。国际上太赫兹大气遥感技术发展方兴未艾。2004 年，美国NASA发射AURA卫星，探测仪器中包括了具有两种极化的25 THz 辐射计；2007年，欧空局ESA研制了Marschals外差式光谱仪，采用临边探测方式探测气体成分在亚毫米波段热辐射的高光谱。我国在轨气象卫星风云三号已经具备毫米波段辐射计，风云四号卫星是世界上首颗搭载太赫兹遥感仪的地球静止轨道气象卫星。针对我国大气遥感的现状，在概述国内外太赫兹遥感应用和技术的基础上，提出发展自主知识产权的大气遥感技术的思路；大力发展自主知识产权的太赫兹关键器件、太赫兹探测仪系统集成，研究太赫兹大气探测的新原理和反演新方法，整体提升我国在大气遥感领域的技术水平。

发展紫外全景成像仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求。提出一种紫外全景成像仪光学设计思路，利用桶形畸变和光阑像差改善像面照度的均匀性，根据应用要求采用折反式结构，设计了一个中心波长在360 nm，带宽为10 nm，视场为360°×(70.9°～73.3°)，焦距为5 mm，相对孔径为13.3的紫外全景成像仪光学系统。在奈奎斯特频率38.5 lp/mm处，调制传递函数大于0.72，点列图半径的均方根(RMS)值小于1/2 pixel，80%的能量集中在一个像素内，f-θ畸变小于0.05%，像面照度均匀性达到89%，各项指标均满足设计要求。此系统结构紧凑，适合空间大气遥感应用。分析结果表明，该紫外全景成像仪光学设计思路是可行的，可推广到其他波段应用，对全景成像仪的设计具有指导意义。