马征征 王晓宾 康士峰 吴 健

(中国电波传播研究所 电波环境特性及模化技术重点实验室，山东 青岛 266107)

引 言

纯转动拉曼测温激光雷达是一种探测低层大气温度的先进设备。其利用大气分子(主要是氮气和氧气)拉曼散射谱形所具有的温度依赖关系，来反演大气温度参数。纯转动拉曼测温激光雷达除了具有激光雷达所共有的即时性、连续性、遥测等优点外，还具有不受气溶胶和薄云影响的优势。目前，纯转动拉曼测温激光雷达的测量范围多为近地面至对流层中部(3～5 km)，这一区域的大气温度参数具有科研、气象、生产、生活等多方面的意义[1]。

然而， 目前纯转动拉曼测温激光雷达主要还用于科学研究领域，其系统设计并无明显针对性。近年来，随着激光雷达探测技术的发展，针对大气波导探测的拉曼激光雷达逐渐提到议事日程上来。该技术采用振动拉曼技术测量大气湿度，采用纯转动拉曼技术测量大气温度[2]。所谓大气波导，是指当大气折射率梯度满足一定特殊条件时，电磁波射线被限制在一定厚度的大气层内(下边界也可以是地/海面)上下反射向前传播，此时电磁波能够在较小衰减下传播得很远。按出现高度划分，包括悬空波导和表面波导。其中，悬空波导出现概率较低，出现高度从近地面至3 km，而表面波导出现高度贴近地面(100 m以下)。在海洋或大面积水域环境下，容易出现一种被称为蒸发波导的特殊表面波导，其出现概率超过50%.虽然大气波导本身的温度变化范围并不大，但由于其垂直结构非常精细(可小至几米)，对温度的探测精度提出了很高要求[3]。……