基于二维激光扫描的三维信息获取与重建技术研究

激光扫描技术是以激光扫描仪为核心发展迅速的一种新型空间数据获取手段。利用低成本的二维激光扫描仪实现针对目标物体的三维重建，为此对基于二维激光扫描技术的三维重建过程中所涉及的相关技术进行了研究分析，为后续开展三维重建的实验研究奠定理论基础。同时在构建基于二维激光扫描仪（LMS291）的三维重建实验系统的基础上，研究分析了LMS291在平动和转动两种不同工作模式下的工作特点并通过Matlab编写程序进行数据处理，利用Matlab和Fledermaus软件生成三维重建效果图，得出并分析了重建结果。通过以上内容验证了构建的模型和所用方法的可行性及工作系统的可靠性，对进一步展开相关研究具有一定意义。

基于T矩阵双光束光阱的模拟仿真与优化设计

基于T矩阵方法，建立了双光束光阱中米氏微粒的光阱力计算模型。分析了光束相干性对光阱力的影响，即当捕获光为相干光时，两束光产生干涉，形成驻波，虽然能增加光阱力的大小，但由于形成包络峰，使得光阱力线性区域大大减少，不利于对光阱力进行分析以及标定。研究了在非相干条件下，被捕获微粒尺寸、光束辐射角、相对折射率和捕获激光波长对光阱力的影响。通过仿真，得出知被捕获微粒半径为1～5 μm、捕获波长为980～1064 nm、光束辐射角为40°～60°时，双光束光阱的捕获效果最好，且随着相对折射率的增大，光阱阱深减小，捕获范围增加。

光纤光阱力计算的近似条件及误差分析

光纤光镊技术利用光纤出射的光束捕获和操控粒子,其飞速发展对光阱力的理论研究提出了更高的要求。采用射线光学模型对光纤光阱中的米氏微球所受到的光阱力进行数值模拟,讨论了光阱力计算中可采用的近似条件及其应用范围,比较了在近似条件下与直接计算情况下结果的差异,分析了微球与光纤端面之间的距离对近似计算的影响。理论分析和模拟计算表明,当微球与光纤端面之间的距离大于临界值时,可对计算模型中光束在微球表面的入射角、入射点的方位角等角度参量作近似处理,该结论为简化光纤光阱力计算提供了理论依据。

跟踪发射望远镜空间目标成像探测性能研究

跟踪发射望远镜空间目标成像探测性能与传统望远镜成像探测性能存在较大差异。由于激光发射光路与目标探测光路属于共光路,因此系统的探测性能除了会受到传统因素的影响,还会受到由发射激光引起的内通道热效应的影响,而使其探测能力下降。对内通道热效应产生的影响进行了数值模拟,明确了内通道热效应产生的像差主要由初级像差组成。根据所得结论,利用探测信噪比模型结合Strehl理论,得到了实际像差条件下的系统成像探测能力计算模型。提出了一种跟踪发射望远镜共光路成像探测性能的评价方法,并利用跟踪发射望远镜进行了空间目标探测实验设计与数据测量,实验结果表明理论分析的探测能力与实验所得探测能力基本吻合,所提出的方法能够较为有效地评价共光路跟踪发射望远镜成像探测性能。