激光雷達(dá)利用光子在大氣介質(zhì)傳輸中的彈性散射、拉曼散射、熒光散射、多普勒頻移等機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣要素和矢量風(fēng)場(chǎng)的探測(cè)，具有高時(shí)空分辨率、高探測(cè)精度等特點(diǎn)。利用激光的穿透性和光譜特性，可以實(shí)現(xiàn)能見度、云參數(shù)、海面風(fēng)速、葉綠素等海洋環(huán)境要素的高精度探測(cè)。
激光雷達(dá)按工作介質(zhì)分，有以下分類：
1、固體激光雷達(dá)
固體激光雷達(dá)峰值功率高，輸出波長(zhǎng)范圍與現(xiàn)有的光學(xué)元件與器件，輸出長(zhǎng)范圍與現(xiàn)有的光學(xué)元件與器件(如調(diào)制器、隔離器和探測(cè)器）以及大氣傳輸特性相匹配等，而且很容易實(shí)現(xiàn)主振蕩器-功率放大器（MOPA）結(jié)構(gòu)，再加上效率高、體積小、重量輕、可靠性高和穩(wěn)定性好等導(dǎo)體，固體激光雷達(dá)優(yōu)先在機(jī)載和天基系統(tǒng)中應(yīng)用。近年來，激光雷達(dá)發(fā)展的重點(diǎn)是二極管泵浦固體激光雷達(dá)。
2、氣體激光雷達(dá)
氣體激光雷達(dá)以CO2激光雷達(dá)為代表，它工作在紅外波段 ，大氣傳輸衰減小，探測(cè)距離遠(yuǎn)，已經(jīng)在大氣風(fēng)場(chǎng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮了很大作用，但體積大，使用的中紅外探測(cè)器必須在77K溫度下工作,限制了氣體激光雷達(dá)的發(fā)展。
3、半導(dǎo)體激光雷達(dá)
半導(dǎo)體激光雷達(dá)能以高重復(fù)頻率方式連續(xù)工作，具有長(zhǎng)壽命，小體積，低成本和對(duì)人眼傷害小的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于后向散射信號(hào)比較強(qiáng)的Mie散射測(cè)量，如探測(cè)云底高度。半導(dǎo)體激光雷達(dá)的潛在應(yīng)用是測(cè)量能見度，獲得大氣邊界層中的氣溶膠消光廓線和識(shí)別雨雪等，易于制成機(jī)載設(shè)備。
