中红外波段是分子的基频波段,许多分子在中红外波段具有丰富的气体吸收峰,白天中红外波段在大气中的传输受可见光影响较小,研究中红外波段的气体吸收光谱对痕量气体探测具有重要意义,同时研究中红外波段差分吸收激光雷达对后续探测该波段其它气体分子具有重要的借鉴意义。针对在中红外波段有强吸收的NO₂气体,采用了OPA激光器的λ_?和λ_tt两路激光分别进行了吸收谱线测量实验。用线宽小于0.05nm的λ_?激光测量NO₂气体在3410-3433nm的吸收光谱,计算得到其吸收截面,采集分析NO₂在291k、308k、363k三个温度下的光谱特性,测量结果表明,在该波段温度和吸收截面值呈负相关关系,测量的谱线与HITRAN数据库相关系数达到0.92以上;用线宽约为10nm的λ_tt激光采集3400-3435nm的吸收谱线,针对λ_tt激光下的吸收谱线,采用一种新的卷积修正方法,测量结果和拟合结果相关系数为0.97。将实测的on和off波长处的吸收截面应用于使用该波长对中红外差分吸收激光雷达仿真上,结合光谱实验中的测量结果,拟合差分吸收激光雷达系统浓度测量误差,验证了基于该波长下的差分吸收激光雷达方案的可行性。采用一台中红外差分吸收激光雷达小型样机进行了外场探测实验,最远探测到了1800m处的建筑物回波信号,对气溶胶等颗粒物也进行了探测实验,小型系统可以探测到气溶胶、水汽、烟雾等颗粒信号。对中红外差分吸收激光雷达收发同轴进行了调试,在300m和1200m处系统的接收光路和发射光路均在同一点上,表明系统同轴性好。利用雷达系统进行了硬靶、云、气体探测,系统可以探测到气体信号。进行了浓度探测,在气体吸收池中充入不同浓度的NO₂,分别计算了不同浓度下的NO₂柱含量变化曲线,计算结果和充入吸收池的气体浓度具有较好的一致性。在大气中释放NO₂并测量了浓度,测量结果和实验过程有较好的一致性。。