施密特卡塞格林型反射式望远镜，主镜为直径254mm的抛物面；副镜为直径94mm的双曲面；组合焦距85cm。组合焦点处有一直径可变的小孔光阑使望远镜视场角在01～05mrad之间可调。回波光信号通过光纤传送到探测单元，即Si：APD单光子计数器，其动态范围约10个数量级，满足了米散射激光雷达对远距离气溶胶信号的探测要求，量子效率可达70。
表1激光雷达系统光学结构参数
Table1Parametersofmiescatteri
glidarsystem
本系统激光发射与接收单元不同轴，导致在一定范围内发射激光束只能逐渐进入接收望远镜的视场，因此接收信号强度必须受系统重叠因子Y（r）的修正3。
根据激光雷达方程，接收的信号光子数为4
N（r）Y（r）TΔrβ（r）e（1）
其中，η是探测器量子效率；λ是激光波长（
m）；E0是激光发射脉冲能量（J）；h是普朗克常数；c是光速（ms）；A是望远镜有效接收面积（m2）；Y（r）是重叠因子；T是系统光学总透过率；Δr是激光雷达距离分辨率（m）；β（r）是距离处大气后向散射系数（km1Sr1）；σr是距离r处的大气消光系数（km1）。对于确定的激光雷达系统及其参数，在水平激光发射和均匀大气情况下，（1）式可以简化为
N（r）N0Y（r）e2σr（2）
一般远场激光束波面为高斯分布。根据表1中的参数可得出接收相对光子数N（r）N0的分布曲线。但是，经过40倍率扩束镜的出射光束发散角不一定压缩了40倍，需要调整扩束镜筒长才能达到最佳效果。过大的发散角会对Y（r）及相对接收光子数N（r）N0的分布产生影响，如图2和3所示。图中可以看出，随着发散角的增大，重叠因子及接收相对光子数分布形状变化也较大。当扩束倍率为10时，其相对误差达到60以上。
图2不同扩束倍率下的重叠因子
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2数据处理方法在过去的几十年，已经出现了多种利用激光雷达回波信号反演粒子消光系数和后向散射系数的方法。常用的方法主要包括斜率法，Klett方法5，Fer
ald方法6，以及线性迭代方法7等。21斜率法由激光雷达方程可得：β′（r）CE（PTotal（r）Pbg）r2exp2σ（r′）dr′β（r）β（r）T2（r）（3）假设某个区域内（rtoprrbottom）大气均匀分布，即后向散射系数和消光均为常数，对（3）式两边取对数，则激光雷达方程变为线性回归方程，假定从上到下对信号进行积分：l
β′（r）l
β（r）22σ（r′）dr′2σ（rtopr）CX2σr（4）因此对l
β′（r）和r进行最小二乘法线性拟合，其斜率的一半则是大气消光系数σ。该方法忽略了激光雷达接收到的回波信号中r