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(gè)重要領(lǐng)域。例如,，在中國(guó),，環(huán)境保護(hù)部已規(guī)定監(jiān)測(cè)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(jiàn)的危險(xiǎn)排放物,。這些氣體被認(rèn)為是重要的,，因?yàn)橐阎猄O2會(huì)引起不同程度的呼吸和眼睛刺激,。SO2也是酸雨的主要來(lái)源,，酸雨不僅對(duì)動(dòng)植物造成危害，還會(huì)導(dǎo)致土壤退化和水道污染,。

中國(guó)南京先進(jìn)激光技術(shù)研究所與南京信息工程大學(xué)共同開(kāi)發(fā)了新的用于檢測(cè)空氣污染的主動(dòng)遙感技術(shù),。一種對(duì)檢測(cè)污染氣體特別有用的儀器是差分吸收激光雷達(dá)（DIAL，見(jiàn)圖1）,。DIAL的原理是選擇兩種不同的激光波長(zhǎng)（通常稱為在線和離線波長(zhǎng)）,，使得一種波長(zhǎng)被感興趣的氣體分子吸收，而另一種波長(zhǎng)則不吸收,。 通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)返回激光信號(hào)的后續(xù)強(qiáng)度差異,，可以確定所研究分子的濃度。

DIAL激光雷達(dá)的方框圖如圖2所示,。

研究小組選擇專注于開(kāi)發(fā)使用中紅外吸收（MI-DIAL）的DIAL系統(tǒng),。 中紅外是一個(gè)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(jī)和無(wú)機(jī)分子,。 此外，它的吸收效率高于紫外線的吸收效率2到3個(gè)數(shù)量級(jí),，提高了測(cè)量精度和測(cè)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(cè)器和頻譜監(jiān)測(cè)M2i.4960-exp PCIe數(shù)字化儀，可在40ms /s和16位分辨率下從探測(cè)器采集信號(hào),。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(duì)其進(jìn)行分析,。所使用的過(guò)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(kù)(HITRAN)中得到,。該數(shù)據(jù)庫(kù)記錄了大多數(shù)氣體分子的譜線位置和強(qiáng)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(qiáng)度數(shù)據(jù)。