进入21世纪以来,激光雷达技术在战争防御、工业生产、交通和环保等各个领域得到了广泛应用,但也随之而来暴露出了一些缺点,例如受大气影响激光雷达发射能量衰减严重、探测距离变短、成像不清晰等等。无论采用任何技术与何种材料,激光雷达工作时,发射出的激光不可避免的都要在大气环境中传输。因此要了解激光雷达在工作中所受的影响,必须先研究光子与大气粒子之间的相互作用机制。本文首先介绍地球大气的结构分层及其特点,指出对激光传输造成影响的是接近于地球表面的对流层,并对光束在对流层传输时的状况进行分析,得出在近红外波段气溶胶粒子是对激光传输造成能量衰减的主要因素。接着分析了气溶胶粒子的光学特性,包括吸收系数、散射系数、尺度参数、复折射率、入射波长等相互之间的影响,并对得到非球形粒子消光特征量的T-matrix方法进行了详细的介绍。本论文在常用的几种辐射传输解析方法上,建立了更接近光束传输实际情况的蒙特卡罗光子多重散射模型,通过与其他方法和已知结果的比较,证明方法与程序的可靠。论文最后将建立的光子多重散射模拟方法与T-matrix方法相结合,应用到激光雷达的性能研究中,分析并讨论了球形、非球形粒子、多重散射、后向散射对其探测距离、后向回波信号的影响,并提出抑制方法为正在改善激光雷达系统模型提供理论依据。