激光雷达，即光探测和测距，是一种基于激光的远程测量距离、速度和许多其他量的方法。 激光雷达的基本原理其实很容易理解。 激光脉冲射向物体，并测量该脉冲到达目标并反弹回来所需的时间。 由于我们知道光的传播速度，因此该时间延迟可以准确地告诉我们物体离我们有多远。
自 20 世纪 60 年代初以来，军队一直在使用激光雷达来测量目标的距离，这一点毫不意外。 起初，这种技术没有太多其他应用。 但是多年来，工程师和科学家意识到我们实际上可以使用激光雷达做更多事情。 让我们看看其中一些应用。
激光绘图 — 从地球上的风暴到火星上的山脉
激光雷达可以用于绘制静止和移动物体的地图，类似于雷达。 在这种情况下，激光束反复扫过物体或区域，直到照亮了整个目标区域。 这样就可以确定对象的整个形状。
但是，由于激光的特性，激光雷达的分辨率和精度通常比雷达更好。 换句话说，它能提供更准确的物体形状图片。 由于这项技术可以为我们提供目标的位置、高度、宽度和深度，因此扫描激光雷达通常称为 3D 扫描激光雷达或 3D 激光雷达。
激光雷达扫描/绘图应用类型众多。 它用于从轨道卫星绘制风暴和行星（如火星）的表面。 激光雷达在自动驾驶汽车和高级驾驶员辅助系统应用中也有巨大的潜力，因为它可以提供有关其他汽车位置和地形特征的准确信息。 相干公司推出了种类繁多的有源和无源光纤和锥形半导体激光放大器，为开发用于汽车激光雷达应用的“人眼安全”激光器提供了支持。
多普勒激光雷达 - 了解前方情况
除了测量尺寸、形状和位置，激光雷达还可以测量物体的速度。 这需要使用多普勒激光雷达。 这种雷达的原理是，当光从移动的物体反射回来时，返回脉冲的频率（颜色）会发生轻微变化。 所以通过测量频移，就可以知道速度了。 交警使用的雷达枪利用的就是完全相同的原理。
多普勒激光雷达的一项常见应用是测量机场附近的风速。 它还用于高性能赛艇，以识别最有利的阵风。
当多普勒激光雷达的目标不是单个固态物体，而是一团水蒸气时，返回的光就不会有单一的频移。 它实际上是一个频带，该频带的宽度和形状告诉我们分子在云中移动的速度，也就是温度。
拉曼激光雷达正在等待大气科学家的使用
当激光脉冲击中气体分子时，会产生更微妙的效果。 极少数（少至十亿分之一！）的分子将通过所谓的拉曼效应改变反射光的频率。
每个分子产生的频移都有特定的“指纹”，这意味着拉曼激光雷达可用于识别特定的化学物质，如水、甲烷和二氧化碳。 因此，我们可以将拉曼激光雷达系统对准大气，以远程检测“温室气体”。这种方法甚至可以提供不同化学品的浓度。
卡尔斯鲁厄理工学院（KIT，德国加尔米施-帕滕基兴）的一组科学家已将此技术投入使用。 他们使用了专门针对其应用进行了修改的相干公司大功率 LEAP 准分子激光器，构建了一个专用拉曼激光雷达系统。 该系统放置在德国最高峰楚格峰（海拔 2964 米）山顶附近的研究站中。 该小组使用此激光雷达测量了高度超过 20 公里的水蒸气，并在大气层中进行了超乎想象的 80 公里远程温度测量。 而他们完成所有这些工作时都无需离开舒适的研究站。
激光雷达是一种强大而灵活的技术，可用于气象、太空探索、汽车和科研等多种应用。 相干公司的激光器、光纤、光学元件等提供了支持其中许多应用所需的性能、可靠性和经济性。
