2.2　激光雷达

激光雷达（light detection and ranging，LIDAR）是以激光为光源，通过探测激光与大气相互作用的辐射信号来遥感大气。光波与大气的相互作用，会产生包含气体原子、分子、大气气溶胶粒子和云等有关信息的辐射信号，利用相应的反演方法就可以从中得到关于气体原子、分子、大气气溶胶粒子和云等大气成分的信息。因此，激光雷达技术的基础是光辐射与大气成分之间相互作用所产生的各种物理过程。

图2-7所示电磁波频谱中，激光雷达所用的频谱范围从红外、可见光到紫外波段。

图2-7　电磁波频谱

激光在大气介质中传输时，会产生分子和小尺度大气气溶胶粒子的瑞利（Rayleigh）散射、大尺度大气气溶胶粒子的米（Mie）散射、非球形粒子的退偏振（depolarization）散射、散射频率发生变化的拉曼（Raman）散射以及散射强度比分子瑞利散射大好几个数量级的共振荧光（resonance fluorescence）散射等多种散射过程。此外，大气分子具有波长范围从红外到紫外，十分丰富的电子光谱吸收带和分子振动、转动光谱吸收带。波长恰与大气中某些分子吸收谱线重合的激光在大气中传输时将受到分子的强烈吸收。由于遥感的目标不一样，导致要测量的辐射信号也不一样，这样就产生了各种不同种类的激光雷达。