激(ji)光雷達(da)的(de)歷(li)史(shi)只有(you)短短的(de)60年，但多年以來(lai)，激(ji)光雷達(da)技術一直(zhi)應用(yong)于軍事、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天、氣象等各行各業中，比如地圖繪制、測(ce)距(ju)、環境監測(ce)、自動駕駛、制導、農業等領域。

　　（激光雷達探(tan)測(ce)霧霾）

　　環(huan)境監測激(ji)(ji)光雷達，雖然(ran)只是激(ji)(ji)光雷達應用(yong)領域下面一(yi)個不大(da)的(de)分(fen)支，但是隨著人們對環(huan)境保護的(de)日益(yi)關注，它的(de)研發與應用(yong)也逐漸走(zou)入人們的(de)視野。舉個例子(zi)，現(xian)如今的(de)歐(ou)洲可以做出(chu)精(jing)確(que)的(de)沙塵、火山灰(hui)和城(cheng)市霧霾的(de)準確(que)報道(dao)，這大(da)部分(fen)都得(de)益(yi)于整個歐(ou)洲的(de)環(huan)境激(ji)(ji)光雷達探(tan)測網(wang)絡。

　　（CALIPSO衛星(xing)）

　　基(ji)于(yu)使用平臺(tai)，環境監測類激光雷達可分為地基(ji)、機載、船載和星(xing)載這幾種。其中，最(zui)為著名的是美國的CALIPSO星(xing)載激光雷達平臺(tai)。它能夠提(ti)供全球的氣溶膠、云層的時空分布特性，為研究(jiu)沙塵輸運、火山灰傳(chuan)輸、卷云和混(hun)合相(xiang)云特性提(ti)供了寶(bao)貴的數據支持。

　　（CALIPSO的霧霾(mai)探測結果(guo)）

　　無論是何種(zhong)(zhong)激光雷達，它們的基本組(zu)(zu)(zu)成是共通(tong)的，都由發(fa)射、接收、采集(ji)和(he)(he)處理四部分(fen)組(zu)(zu)(zu)成。其中，發(fa)射部分(fen)由激光器、擴束鏡組(zu)(zu)(zu)成，部分(fen)對光束帶寬、中心波長(chang)和(he)(he)偏振純度有(you)要(yao)求(qiu)的儀器還會(hui)相(xiang)應(ying)的增加種(zhong)(zhong)子注(zhu)入模塊，鎖頻控制(zhi)模塊和(he)(he)起偏器。

　　而在接收部分，一般(ban)根(gen)據探測需(xu)求采用不同尺(chi)寸(cun)、結構的(de)望遠鏡，經過相應的(de)光(guang)學處理單元最后被光(guang)電轉換器(qi)件探測轉換成(cheng)電信號，最終被高采樣率(lv)的(de)采集卡采集存儲。

　　近(jin)來，美國宇航局(ju)（NASA）和法國國家空(kong)間研究(jiu)中心（CNES）聯合(he)進行的(de)一(yi)項研究(jiu)是首次利用(yong)(yong)太(tai)空(kong)激(ji)光(guang)追蹤大(da)規模海洋動物遷(qian)徙的(de)一(yi)次全球(qiu)(qiu)性研究(jiu)，這項研究(jiu)每天進行兩次。利用(yong)(yong)2006年(nian)發射的(de)“云-氣(qi)溶膠激(ji)光(guang)雷達與紅外探路者衛星(xing)觀測”（CALIPSO）衛星(xing)，這項歷時(shi)10年(nian)的(de)空(kong)前研究(jiu)可(ke)能會(hui)提供有關(guan)地球(qiu)(qiu)氣(qi)候的(de)新(xin)見解。

　　（示意圖(tu)）

　　簡單地(di)說，在(zai)晚上，一些(xie)海洋動(dong)物會(hui)上升到(dao)海洋表面附近，以(yi)微小的浮(fu)游生(sheng)物為食。而在(zai)日(ri)出之前，這些(xie)動(dong)物會(hui)潛入(ru)海洋深(shen)處，躲在(zai)黑(hei)暗水域(yu)中。這項巨大的遷移活動(dong)在(zai)許多領域(yu)都具有重要意義(yi)，比如幫助我們了解地(di)球碳循(xun)環及其(qi)如何影響氣(qi)候模型。因此(ci)，NASA和CNES從2008年(nian)至2017年(nian)使用CALIPSO光(guang)(guang)探測與測距(ju)激(ji)光(guang)(guang)雷達（LIDAR）對(dui)這些(xie)現象進行探測和研究。

　　研究負責人(ren)、俄勒岡(gang)州立大學科瓦利斯(si)分校的(de)(de)高級研究員Mike Behrenfeld教授表(biao)示說：“來自太(tai)空的(de)(de)激光雷達允許我(wo)們(men)做(zuo)的(de)(de)是每16天(tian)在全(quan)球范圍內對這(zhe)些遷(qian)徙的(de)(de)動(dong)物(wu)進行一次采樣，持續長達十年。我(wo)們(men)從未有過(guo)如此廣泛的(de)(de)全(quan)球報道，讓我(wo)們(men)研究這(zhe)些動(dong)物(wu)的(de)(de)行為，分布(bu)和(he)數量。”