現(xiàn)代世界的工業(yè)化已經(jīng)成為環(huán)境大氣污染的首要原因。因此,，工業(yè)污染及其各種組成成分的研究已成為一個重要領(lǐng)域,。例如，在中國,，環(huán)境保護部已規(guī)定監(jiān)測大氣中二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的含量,，這是工業(yè)區(qū)附近常見的危險排放物,。這些氣體被認(rèn)為是重要的，因為已知SO2會引起不同程度的呼吸和眼睛刺激,。SO2也是酸雨的主要來源,，酸雨不僅對動植物造成危害，還會導(dǎo)致土壤退化和水道污染,。

中國南京先進激光技術(shù)研究所與南京信息工程大學(xué)共同開發(fā)了新的用于檢測空氣污染的主動遙感技術(shù),。一種對檢測污染氣體特別有用的儀器是差分吸收激光雷達（DIAL，見圖1）,。DIAL的原理是選擇兩種不同的激光波長（通常稱為在線和離線波長）,，使得一種波長被感興趣的氣體分子吸收，而另一種波長則不吸收,。 通過測量兩個返回激光信號的后續(xù)強度差異,，可以確定所研究分子的濃度。

DIAL激光雷達的方框圖如圖2所示,。

研究小組選擇專注于開發(fā)使用中紅外吸收（MI-DIAL）的DIAL系統(tǒng),。 中紅外是一個大氣傳輸窗口，因此它非常適合氣體的許多吸收峰,，包括有機和無機分子,。 此外，它的吸收效率高于紫外線的吸收效率2到3個數(shù)量級,，提高了測量精度和測量范圍,。

MI-DIAL系統(tǒng)的關(guān)鍵要素是具有5 MHz帶寬的VIGO-PVI-4TE探測器和頻譜監(jiān)測M2i.4960-exp PCIe數(shù)字化儀，可在40ms /s和16位分辨率下從探測器采集信號,。激光器本身以500 Hz脈沖重復(fù)率輸出20 ns寬脈沖,。

然后由數(shù)字化儀收集的數(shù)據(jù)被傳送到PC，在PC中可以對其進行分析,。所使用的過程是逐行法,，它需要線參數(shù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以在高分辨率透射分子吸收數(shù)據(jù)庫(HITRAN)中得到,。該數(shù)據(jù)庫記錄了大多數(shù)氣體分子的譜線位置和強度,、壓力漂移系數(shù)、低能態(tài)旋轉(zhuǎn)量子數(shù),、溫度相關(guān)系數(shù)、空氣加寬半寬度和自加寬半寬度,。圖3顯示了三種污染氣體及其背景氣體的線強度數(shù)據(jù),。