随着工业化进程的加快,全球气候变暖问题日趋严重。差分吸收激光雷达技术可用于大气中温室气体的探测,且具有较高的探测范围、空间分辨率和探测灵敏度,因此成为大气探测领域的重要研究方向。差分吸收激光雷达光源的频率稳定性直接影响其测量结果的准确性和复现性,是激光雷达研究中不可缺少的重要环节。本文基于差分吸收原理,搭建了路径积分差分吸收（Integrated Path Differential Absorption,IPDA）激光雷达,并使用标准气体参考池信号反馈方法对其进行频率稳定性优化控制。具体研究内容如下:1、设计并搭建IPDA激光雷达系统。该系统采用单点二极管激光器作为泵浦光源,通过光路整形后经望远镜系统输出平行光束。探测激光经探测镜面反射后回到望远镜接收系统,并经光纤环形器后进入探测系统。该雷达系统在实现全路径积分的同时,可有效避免空间测量盲区。2、理论模拟并搭建激光雷达多程反射标准气体吸收池。在ZEMAX软件平台上模拟激光多程反射光路,仿真光束在多程反射吸收池内的能量传播与光束变换过程。通过机械设计及多程反射光路中光学元件的订制,在实验中实现仿真结果。3、理论分析并搭建激光雷达稳频控制系统。将探测激光器的输出频率锁定于参考甲烷气室的吸收谱线上,降低由于激光频率受环境影响引起的频率漂移导致的测量准确度下降问题,从而提高激光雷达系统探测激光的频率稳定性。通过测量激光雷达输出频率的稳定性,可以得到经稳频优化后的激光频率稳定性优于1MHz,相对于大气探测过程中测量大气成分的吸收谱线典型线宽为1GHz,其频率漂移稳定性满足大气激光雷达测量需求。4、将上述激光雷达稳频控制系统应用于IPDA激光雷达系统。在激光雷达系统的探测部分,光路被分成两部分,一路用于探测气体吸收,另一部分作为光强参考实现气体吸收强度归一化,经后处理系统获取气体吸收强度信号。对比稳频前后的回波信号光谱,回波信号一致性明显提升,证明了经稳频优化后的探测激光器能够有效提升激光雷达的探测精度。