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激光雷达目标散射特性的实验研究对激光雷达散射截面及目标成像的研究具有重要意义。在定义激光雷达散射截面时一般要求目标为漫反射体,并且在各类标准目标散射截面计算时也是将目标视为朗伯体。

通过不同材料对1.06μm激光雷达散射特性的研究可了解其各自的漫反射特性,它在各类材料中对确定接近朗伯体的目标,完成朗伯体定标提供了必要的实验依据,同时也为完成激光雷达散射截面的实验测量工作奠定了基础。

激光雷达将激光光学和大气光学有效结合，协调融合了传统雷达、光机电一体化和电算等前沿技术，对物理学的各大领域都有所涉及，是物理学的前沿应用技术之一。目前激光雷达家族庞大，分类标准也很多，可以按搭载激光器、功能用途、探测技术等标准进行不同的分类。

由于激光雷达的分辨率和灵敏度高、抗观测背景的干扰性强，能够实现全天时观测，可以广泛应用在环境监测、地形测绘、高空探测、***应用、民用汽车等领域。

MEMS激光雷达

相控阵技术是MEMS实现激光雷达功能的另一个解决方案，其基本原理是，MEMS的微小移动产生光程差，多个具有不同相位的出射光束在远场干涉形成光束偏转。韩国Byung-WookYoo等人的研究小组对此方案进行研究，如图6所示，在硅基上制备具有8×8高对比光栅的MEMS结构相控阵，优化的性能表现为10V电压即可产生1.7π的相移，具有0.5MHz的响应速度，采用透镜系统扩大视场，测量得到远场总视场角为9.14°×9.14°。

Flash激光雷达

测器具有远距离单幅成像、易于小型化等优点。APD探测器分线性和盖革两种工作模式：线性模式雪崩光电二极管探测器（linear mode avalanche photodiode，LMAPD）和盖革模式雪崩光电二极管探测器（Geiger mode avalanche photodiode，GMAPD）。Lincoln实验室进行了可应用于激光雷达的面阵探测器的一系列研究。工作在可见光波段的32×32的GMAPD，并且集成了500 MHz的计时电路，可实现每秒5000～10000次的成像速度，距离分辨率15cm。也报道了256×256面阵规模的GMAPD，如图11所示，将探测器单片混合集成到CMOS读出电路上，实现无源光子计数成像，经过30ms的多帧叠加，可以获得3.5km处较清晰的像。Raytheon公司报道了碲镉（HgCdTe）材料LMAPD阵列用于3D激光雷达探测，面阵规模可达到256×256，并验证了线性模式下单光子计数，从而可提供实时、远距离探测功能。