从古至今，人类一直未停止过对大气奥秘的探索。相较于传统的气象雷达（如多普勒天气雷达），激光雷达利用激光与大气中各类成分的相互作用，提供了传统雷达无法企及的精细观测能力，在气象领域是一种革命性的工具。它通过向大气发射极其纯净、集中的激光束，对反射回来的微弱的光信号的“解码”，为我们对大气的微观的结构和成分的揭示起到了极大的推动作用，对极大丰富了对现代气象学的认知维度。

激光器之所以能在此领域大放异彩，源于其产生的激光拥有三大特性：

1. 高单色性：激光颜色极纯，波长几乎单一。这使得它能够与特定的大气分子或气溶胶粒子发生共振散射，如同用一把特定规格的“钥匙”去探测对应的“锁”，识别物质成分的能力极强。

2. 高方向性：激光束发散角极小，能量高度集中，能指向特定区域进行精准探测，空间分辨率远高于微波雷达。

3. 高亮度：激光在极短的时间内能释放巨大能量，使得即使经过长距离传输和微弱的后向散射，仍然能被灵敏的探测器接收。

基于上述优势，激光器在以下气象探测中承担着关键的作用：

1. 气溶胶与云垂直结构的精细探测
这是激光雷达最经典的应用。激光器发射的激光束在遇到空气中悬浮的尘埃、烟雾、污染物等气溶胶粒子以及云滴时，会发生米散射。通过分析回波信号的强度和时间，可以：

· 借助对气溶胶的从地面到高空的垂直廓线的精确的绘制，既能追踪沙尘暴的传输、又能监测雾霾生消，以及空气中的主要污染物的分布、浓度从而评估空气质量。

· 其通过对比云高仪更为精细的云垂直剖面，对多层的薄云的结构的分辨，对航空安全和气候研究都具有至关重要的作用。

2. 大气风场监测
依托于对大气中移动的气溶胶的激光照射，根据对回波信号的测量可利用多普勒效应带来的的频率变化，可对大气中的风速和风向进行精确的测量。

3. 大气成分定量分析
利用差分吸收激光雷达技术，激光器可以同时发射两个波长几乎相近的激光束，其中一个波长被特定气体分子（如水汽、二氧化碳、臭氧）强烈吸收，而另一个几乎不被吸收。基于对两个回波信号的对比，就可以反演出该种气体的浓度的垂直分布。

4. 温室气体与污染气体监测
凭借对DIAL等先进技术的运用，激光雷达可以对大气中的那些具有较高的温室效应的气体如甲烷、二氧化碳等，以及二氧化硫、氮氧化物等主要的污染气体进行遥感监测，从而绘制出它们的立体分布图，对于环境的治理和气候的变化都能提供重要的数据和依据。

伴随激光雷达的普及和应用范围的不断扩大，它与传统气象雷达协同作战，不仅能更全面的对多种大气的参数的探测，而且也使我们对气候系统的认识更深刻了。

杏林睿光的MCA-R系列2ns微片激光器采用半导体泵浦模块和激光晶体一体化设计，小巧紧凑的激光头方便安装和集成，在小型化气象雷达应用中表现卓越。

气象雷达用微片激光器 参数

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