激光雷達云高儀是一種利用激光探測與測距技術實時監測云層高度、垂直能見度、氣溶膠分布等大氣參數的光學遙感設備，廣泛應用于氣象觀測、航空氣象、環境監測和氣候研究等領域。激光雷達云高儀通過發射激光脈沖并接收大氣中云層、氣溶膠粒子的后向散射信號，結合時間差計算距離，實現對云底高度的連續、自動監測。整機由多個精密部件協同工作，各具不同功能與技術優勢。
1、激光發射系統
作為探測核心，激光發射系統通常采用半導體泵浦固體激光器或光纖激光器，發射波長多為905nm或1064nm近紅外光。該波段對人眼相對安全，且在大氣中穿透力強。激光以短脈沖形式（納秒級）發射，具備高方向性與高能量密度，確保遠距離探測的信噪比。
2、光學收發系統
由發射望遠鏡和接收望遠鏡組成。發射望遠鏡將激光束準直并投射至大氣中；接收望遠鏡（通常為卡塞格林式）負責收集微弱的后向散射光信號。系統配備高透過率光學鍍膜和窄帶濾光片，有效濾除太陽背景光干擾，提升探測靈敏度。
3、光電探測器
接收的散射光由雪崩光電二極管（APD）或光電倍增管（PMT）轉換為電信號。APD具有高增益、低噪聲、響應速度快的特點，適用于白天和夜間連續工作，是現代的主流選擇。
4、信號處理與數據采集系統
核心為高速數據采集卡和嵌入式處理器，負責對微弱電信號進行放大、濾波、數字化和累加平均處理。通過飛行時間法（Time-of-Flight）計算激光脈沖從發射到返回的時間，結合光速精確計算云層距離。系統可同時識別多層云（如雙層或三層云），并輸出云底高度、垂直能見度等參數。
5、控制與通信模塊
內置嵌入式控制系統，實現設備自動啟停、參數設置、故障診斷和數據存儲。支持RS232/485、以太網或4G通信接口，可將實時數據上傳至氣象站或數據中心，支持MODBUS、WMO等標準協議。
6、全天候防護系統
設備配備自動溫控加熱器和壓縮空氣吹掃裝置，防止鏡頭在雨、雪、霜、霧天氣下結露或積塵。部分型號集成雨量傳感器，自動觸發防護機制，確保惡劣環境下持續運行。
7、電源與供電系統
支持AC220V或DC12/24V供電，部分野外站點設備配備太陽能供電系統，適應偏遠地區長期無人值守運行。
8、數據處理與顯示軟件
配套上位機軟件可實時顯示云高變化曲線、散射信號強度圖、時間-高度-強度（THI）圖譜，支持數據導出、報警設置和遠程監控。
9、機械結構與安裝平臺
采用全密閉、防塵防水（IP65以上）設計，適應-40℃～+60℃寬溫環境。可安裝于地面觀測站、機場跑道旁或移動平臺。
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