当前环境问题日益突出,防治大气污染已成为当务之急。大气激光雷达作为一种主动的遥感技术,在实时监测环境方面具有很大的优势。虽然传统的脉冲激光雷达技术在环境监测方面比较成熟,然而,光源和检测器的复杂性、高成本、高维护要求限制了其进一步的应用。本文的研究目标是利用新型的大气激光雷达技术解决传统脉冲激光雷达技术的挑战,优化系统性能,提高系统的稳定性。此外,还开发了Scheimpflug激光雷达（SLidar）技术在检索气溶胶消光系数、去极化研究和NO₂监测中的大气应用。本文首先介绍了大气气溶胶的产生和分类,以及大气气溶胶对人类健康、生态环境和气候变化的影响。然后讨论了激光在大气中的传输特性。研究了Scheimpflug的基本原理及其在大气激光雷达技术中的应用,同时介绍了消光系数的检索算法。本文从单波长散射激光雷达技术、米散射偏振激光雷达技术、双波长激光雷达技术和差分吸收激光雷达技术四个方面进行了研究。前三个方面是针对大气气溶胶粒子的研究,可以定性或定量地检测大气气溶胶粒子的分布、粒子形态和粒子大小信息。第四个方面是测量大气中NO₂的距离分辨浓度。虽然NO₂在环境中的浓度非常低,但浓度分布仍然可以通过基于SLidar技术的差分吸收激光雷达（DIAL）来测量。实验结果表明,在0.3 km-1 km范围内的相关系数约为0.94,验证了基于SLidar技术的差分吸收激光雷达技术在监测NO₂浓度方面具有很大的潜力。该工作为SLidar技术提供了优化的系统参数,并为该技术在遥感应用如大气污染的时空分布、粒子的去极化和NO₂浓度的检测铺平了道路。