转动拉曼激光雷达已成为大气温度探测的重要工具,而全球规模的大气温度高精度高时空分辨率的测量将极大提高天气预报精度及自然灾害的预警预报能力,发展空基平台的大气温度高精度遥感探测技术是当前各国关注的科学前沿与研究热点之一。但是现有转动拉曼激光雷达分光系统存在调整复杂、稳定性差、体积大等缺点,制约着其在空基平台的应用,而光纤Bragg光栅技术具有与光纤完全兼容,高光谱分辨率等优点,适用于构建小型及稳定性高的光纤光栅分光系统。因此研究全光纤拉曼分光技术对解决传统拉曼测温激光雷达空基平台应用技术瓶颈具有重要的科学研究意义和应用价值。　　论文针对空基平台激光遥感探测大气温度的研究目标,提出光纤Bragg光栅技术的全光纤分光转动拉曼激光雷达系统,重点研究单模光纤高效耦合技术,光纤Bragg光栅转动拉曼分光技术,可见光波段光纤Bragg光栅研制技术和全光纤分光转动拉曼激光雷达系统搭建等关键技术,为未来空基平台的拉曼激光雷达大气温度高精度探测技术提供设计思想与技术支撑。　　针对激光雷达回波信号与单模光纤的低耦合效率问题,依据模式匹配耦合理论,建立了空间光场的单模光纤耦合系统的分析模型,提出并设计了一种新型的自聚焦透镜单模光纤耦合系统,将接收耦合效率从22％提高至66%。研究了增加耦合能量的光纤阵列结构,实验得到小芯径光纤对类高斯光束的耦合效率比约为芯径比平方的2.4倍,对全光纤分光激光雷达系统搭建具有重要指导意义。　　针对转动拉曼测温激光雷达的分光技术需要对大气弹性散射信号提供70~80 dB抑制率的技术难点,依据指数型光致折变模型,提出了刻写激光束干涉条纹可见度的改进耦合模理论模型,改善了光纤Bragg光栅性能的仿真精度。提出了高反射率和高抑制率两种类型全光纤转动拉曼分光设计方案和关键技术指标,探讨了分光方案优化激光雷达系统灵敏度和信噪比的结构优势,仿真分析了高抑制率型光纤Bragg光栅的加工原则,为全光纤转动拉曼分光系统构建提供了坚实的理论基础。　　利用改进耦合模理论分析模型,开展了可见光波段光纤Bragg研制技术研究,研发了国内首支530 nm波段光纤 Bragg光栅,搭建实验系统测试了其性能参数。研究了光纤Bragg光栅精细光谱调谐技术,以近似等强度悬臂梁为核心设计了光纤Bragg光栅调谐机构,实现光纤Bragg光栅中心波长与大气分子转动拉曼谱线的精细匹配,为全光纤转动拉曼分光系统搭建提供了核心器件和关键技术。　　构建了全光纤分光转动拉曼激光雷达的数学模型,仿真优化了转动拉曼通道的分光参数。依据光子计数的微弱光信号检测理论,研制了一套光电探测系统,实验测试并优化了工作高压、甄别器阈值电平、等效死时间等参数,构建了首台新型全光纤光栅分光的转动拉曼激光雷达实验系统,成功获得了高度700 m以下的大气温度廓线,验证了全光纤转动拉曼分光方案的技术可行性。　　理论研究及初步实验结果表明,新型全光纤分光系统具有与光纤完全兼容性,并且调整简单、体积小、重量轻等优点,构建的全光纤分光转动拉曼激光雷达系统可用于探测大气温度廓线,研究成果可为我国大气温度遥感技术提供了全新的解决方案。