机载云粒子观测是云物理研究的一种重要手段。人们通过相关的机载探测仪器对冷云中的冰晶粒子进行观测和记录,能够获取到粒子的计数信息和部分形状资料,但无法观测和记录到粒子从发生到发展这一过程。因此,对云(特别是冷云)中小冰晶探测的研究可以从原理、方法以及仪器等方面入手,建立机载云粒子探测系统,帮助人们深入了解云内的微物理变化过程和机制。云粒子探测系统的标定是否准确也决定了其获取的测量数据的有效性以及在云降水物理和人工影响天气等研究的适用性。本文将介绍一套基于偏振的机载云粒子探测系统,结合T矩阵和离散偶极子近似法对非球形粒子散射特性的模拟进行系统标定和实测分析,为解决目前冰晶在云物理和云辐射中认识的难题提供参考。模拟了小尺度范围内粒子有效半径、横纵比等形状因子与不同形态粒子的相函数及等效Mie散射误差的变化规律和形状因子对粒子散射截面和退偏等散射参数的影响。结果表明,粒子形状对散射能量空间分布影响较大,粒子散射特性与横纵比密切相关,其会影响散射相函数的振荡频率和振幅。粒子的等效Mie散射误差随着等效半径的变化关系并不是简单的单调变化关系。椭球形、圆柱形和球形粒子的退偏存在数个量级的差距,球形粒子的退偏接近于零,可以通过退偏大小来分辨球形与非球形粒子。云粒子的相态信息有利于提高散射式云粒子探测器的测量精度。基于偏振探测,建立了可同时探测粒子散射的前向(4°～14°)散射能量和后向(176°～146°)散射退偏的云粒子探测系统,可用于探测50μm以内的云粒子尺寸和相态。利用固定尺寸为30μm的圆孔光阑对系统的景深进行探测,进一步确定探测敏感区域。使用固定尺寸分别为2μm,20μm和40μm的标准粒子对系统进行标定,获得探测系统对标准粒子的响应曲线。根据不同能量下标准粒子与云滴粒子之间的对应关系,获得系统对云滴粒子的响应曲线。使用离散偶极子近似法对典型的非球形粒子进行散射特性模拟,结合实验数据,表明该探测系统具有一定的非球形粒子探测能力,可用于云粒子的偏振探测。