为了研究潍坊市夏季臭氧的分布特征，使用差分吸收激光雷达在潍坊市进行观测，分析了晴天和雨天臭氧分布的差别，并统计了无降水日臭氧的垂直分布和日变化特征。结果表明：降水发生前强烈的对流运动和大风会使对流臭氧层变厚，臭氧浓度变低；降水发生在一天中的不同时段，对臭氧污染的影响差异很大；无降水日对流臭氧层主要分布在1500 m以下，呈现白天高、夜晚低的日变化特征，高浓度值常出现在12~18时；在垂直结构上呈现分层的特征，其中，300~500 m高度的臭氧浓度随着高度的增加而增大，且在500 m附近达到极大值，该高度和米散射激光雷达探测的边界层高度基本一致；1500 m高度各个时段的臭氧浓度趋于一致，且自该高度往上臭氧无明显日变化特征，可将该层臭氧浓度作为臭氧预报的大气背景值。

为了对重化工污染区甲醛气体进行探测，开展了差分吸收激光雷达甲醛气体浓度探测研究。基于差分吸收激光雷达原理，针对甲醛气体在中红外波段有较强的吸收波段，并考虑开放光程下大气干扰气体的影响，选择了系统的探测波长 ${\lambda _{\rm on}}$、 ${\lambda _{\rm off}}$；依据差分吸收激光雷达浓度反演方法，结合系统参数，对设计的DIAL系统的探测距离、气体浓度及干扰气体的可能影响进行了仿真研究。结果表明，该系统有望对浓度为0.017~1.5 ppm (1 ppm=10⁻⁶)，距离为0.4~1.1 km范围内的甲醛气体进行探测，相对误差小于5%，可满足对重化工污染区甲醛气体浓度探测需求。文中的研究可为应用于化工重污染区域甲醛气体无组织排放监测的中红外差分吸收激光雷达系统的研制提供理论依据和技术基础。

当成像系统的物面与光学透镜所在平面不平行时，如果像面、物面及透镜所在平面三者相交于一条直线—即满足沙氏成像原理（也称沙姆定律），则成像系统依然可对物面清晰成像，从而实现理论上的无穷远景深。基于沙氏成像原理而发展起来的沙氏激光雷达可采用连续波二极管激光器作为光源以及图像传感器作为探测器，因而具备近距离探测盲区小、结构紧凑、低维护、高性价比等特色和优势。近年来，沙氏激光雷达技术逐渐应用于大气环境监测、三维目标成像、荧光（高光谱）激光雷达探测、生态学研究、燃烧诊断、水体光学测量等领域。文中将系统性地阐述沙氏激光雷达技术的基本原理，详细探讨其在相关领域取得的最新研究进展，并对未来研究工作进行展望。

大气二氧化碳作为最重要的温室气体之一, 它的变化和分布备受关注, 差分吸收激光雷达(DIAL)系统是探测大气二氧化碳浓度的重要手段, 对于研究温室气体的源和汇具有重要意义。 主要研究正弦调制连续波差分吸收激光雷达在水平路径上探测CO₂平均浓度, 利用HITRAN数据库中CO₂及H₂O的吸收光谱, 综合考虑CO₂的吸收截面及H₂O的干扰, 选择差分吸收激光雷达的工作波长On-line: 1 572.335 nm, Off-line: 1 572.180 nm; 声光调制器取代电光调制器对连续波激光强度进行正弦波调制, 两路调制信号频率有细微差别, 其中On-line调制频率为101.833 kHz, Off-line调制频率为99.733 kHz; On-line光源激光器通过光谱调制技术将激光频率锁定在气体池吸收峰1 572.335 nm处, 并采用在相位调制器上施加直流偏置反馈电压来消除相位调制器的残余幅度调制(RAM), 使波长锁定精度大幅提高, 激光频率锁定系统实现On-line光源激光器在12小时输出波长均方根误差为0.05 pm; 在CPU中实现快速傅立叶变换获取回波光信号和发射监视端激光强度的功率谱, 并选择窗函数和频谱校正算法来提高计算精度; 通过调制连续波激光强度的正弦波相位鉴别获取路径的长度; 系统光路为光纤光路, 使其结构紧凑; 对系统进行外场实验和对比实验; 获取上海市区1.3 km路径上二氧化碳平均浓度, 实验数据显示系统观测精度为4 ppm(百万分之一), 且探测到的CO₂日变化趋势与二氧化碳点探测器LI-7500A探测到的日变化趋势相吻合。