Hệ Lidar khảo sát mây Ti tầng cao do Viện Vật lý xây dựng sử dụng quan trắc tại Hà Nội có sơ đồ khối nguyên lý thể hiện trong Hình 2.14. Hệ Lidar có thể ghi nhận tín hiệu đàn hồi đối với bức xạ kích thích tại bước sóng 532 nm, 1064 nm và ghi nhận tín hiệu tán xạ phi đàn hồi của Nitơ tại bước sóng 607 nm ứng với dịch huyển Raman dao động quay khi kích thích bằng bước sóng 532 nm. Trong khuôn khổ luận văn, chúng tôi sử dụng laser có bước sóng kích thích 532nm và chủ yếu ghi nhận tín hiệu loại tán xạ đàn hồi tại bước sóng đó.
Hình 2.14: Sơ đồ khối hệ Lidar xây dựng tại Viện Vật lý [1].
Ghi nhận tín hiệu quang yếu có thể sử dụng các photodiode, các ống nhân quang điện (PMT) hay các diot quang kiểu thác lũ (APD). Với các PMT hay các APD hoạt động trong chế độ Geiger có thể ghi nhận từng photon đơn lẻ, độ nhạy của đầu thu là rất cao. Kỹ thuật đếm photon độ nhạy cao và được sử dụng khi tín hiệu tán xạ ngược về yếu, ví dụ trong trường hợp cường độ tán xạ yếu (hiệu ứng tán xạ Raman) hay như trong trường hợp vùng cần nghiên cứu ở khoảng cách quá xa. Số photon đếm được trong một đơn vị thời gian sau khi xung laser phát đi được ghi nhận lại thấp. Đối với xung laser có độ rộng là ∆t khi đó độ phân giải không gian tương ứng là ∆R = c.∆t/2 với c là vận tốc ánh sáng trong môi trường quan trắc, và hệ số ½ là do ánh sáng đi một vòng gồm cả chiều đi và chiều trở lại. Ví dụ đối với các tín hiệu được ghi nhận từ xung laser có độ rộng là 100 ns khi đó độ phân giải không gian tương ứng sẽ là 15 m. Tùy thuộc đối tượng khảo sát và yêu cầu của thông số quan trắc mà độ phân giải không gian cần đạt tới độ chính xác là không giống nhau.