激光近场探测传感器在机器人动态避障中的应用

普通传感器在工业机器人应用中,外部环境的不确定性会对机器人目标探测效果造成影响,导致机器人无法精准避障。为此,研究激光近场探测传感器在机器人动态避障中的应用。确立场景环境坐标系,并利用探测传感器探测出障碍物信息。基于此,采用多激光近场传感器信息融合技术,定位探测的障碍物,从中得出障碍决策值,最终根据障碍决策值,制定激光近场探测传感器动态避障行为,完成动态避障。实验结果表明,通过对该传感器开展机器人静态避障测试、动态避障测试,验证了该传感器应用后的避障精准度高。

The improved output performance of a broad-area vertical-cavity surface-emitting laser with an optimized electrode diameter

The output performance of a 980-nm broad-area vertical-cavity surface-emitting laser （VCSEL） is improved by optimizing the p-electrode diameter in this study. Based on a three-dimensional finite-element method, the current density distribution within the active region of the VCSEL is optimized through the appropriate adjustment of the p-electrode diameter, and uniform current-density distribution is achieved. Then, the effects of this optimization are studied experimentally. The L-I-V characteristics under different temperatures of the VCSELs with different p-electrode diameters are investigated, and better temperature stability is demonstrated in the VCSEL with an optimized p-electrode diameter. The far-field measurements show that with an injected current of 2 A, the far-field divergence angle of the VCSEL with an optimized p-electrode diameter is 9°, which is much lower than the far-field angle of the VCSEL without this optimization. Also the VCSEL with an optimized p-electrode diameter shows a better near-field distribution.

激光引信收发间距对云雾回波的影响

云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号,针对激光引信收发间距对激光引信云雾回波影响未见定量研究报道,基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波特征进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、脉宽、波峰位置和峰值功率随收发间距的变化规律。仿真结果表明:当引信处于云雾中时,收发间距越大,散射回波相对于发射脉冲的波峰延时和展宽程度越大,而峰值功率越小,且盲区距离越小或云雾能见度越大,峰值功率随收发间距增大而减小的速度越小。分析表明:仿真结果符合云雾对传输光束的散射规律,可以为激光引信的目标识别以及收发视场参数的优化设计提供依据。

激光超衍射加工机理与研究进展

随着纳米科技和微纳电子器件的发展,制造业对微纳加工技术的要求越来越高.激光加工技术是一种绿色先进制造技术,具有巨大的发展潜力,己广泛应用于不同的制造领域.为实现低成本、高效率、大面积尤其是高精度的激光微纳加工制造,研究和发展激光超衍射加工技术具有十分重要的科学意义和应用价值.本文首先阐述了基于非线性效应的远场激光直写超衍射加工技术的原理与国内外发展状况,包括激光烧蚀加工技术、激光诱导改性加工技术和多光子光聚合加工技术等;然后介绍了几种基于倏逝波的近场激光超衍射加工技术,包括扫描近场光刻技术、表面等离子激元光刻技术等新型超衍射激光近场光刻技术的机理与研究进展;最后对激光超衍射加工中存在的问题及未来发展方向进行了讨论.

近距云雾散射激光回波特征

云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号,针对激光引信与云雾边缘的间距对回波特性影响的定量研究鲜有报道。基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波进行了模拟仿真分析,并定量给出了云雾散射回波的波形、波峰位置和峰值功率随引信与云雾边缘的间距H*的变化规律。研究结果表明:在激光引信参数给定的条件下,随着H*的减小,云雾散射回波波形更趋近于高斯波形;当盲区距离H0>0.6 H*时,回波波峰位置主要由盲区距离决定,波峰位置随间距H*的变化不明显;当H0<0.6 H*时,波峰位置随间距H*增大而增大。分析表明:仿真结果符合云雾对传输光束的散射规律,可以为激光引信的目标识别提供技术支撑。

大功率TEA CO_2激光器的电磁辐射测试及屏蔽方舱设计

为了抑制大功率TEA CO2激光器对其他电子设备的电磁干扰,在测量并分析激光器的近场电磁辐射特性的基础上,设计了电磁屏蔽方舱并进行了实验验证。根据大功率TEA CO2激光器的工作原理,分析了激光器工作过程中的主要电磁辐射源;结合电磁辐射理论与激光器的实际结构,确定了电磁辐射测试的主要部位为火花开关、主回路、激光器出光口处。分析测试结果,得到了激光器近场不同方位的主要辐射频率及辐射场特性,据此设计了屏蔽方舱,并在屏蔽方舱门处进行了屏蔽效能验证。结果表明,大功率TEA CO2激光器在近场区的电磁辐射源为磁场源,据此设计的屏蔽方舱其屏蔽效能整体达到40dB以上,部分频率的屏蔽效能达到60dB以上。

大口径高通量验证实验平台的激光参数精密诊断系统（英文）

研制了多功能、高精度的激光参数精密诊断系统,整个诊断系统由基频光诊断模块、三倍频光诊断模块、在线损伤检测模块、开放式频率转换组件以及相应的辅助单元组成,在系统控制软件调度下自动完成频率转换组件前后的光束近场、远场、能量、波前和脉冲波形等激光参数的精密测量以及数据采集、储存和处理,为激光装置负载能力提升和相关关键单元技术的研究提供准确可靠的数据。

激光引信系统全数字仿真技术研究

该文介绍了激光引信系统全数字仿真的基本方法及系统的主要组成,详细探讨了仿真系统中目标模型、激光反射模型、引信模型等关键环节的建模方法,并基于可视化和OPENGL技术,建立了一套实用的针对激光引信的通用全数字仿真系统,用于各种激光引信的目标探测、启动点分析、引战配合效果评估等。该系统采用平面面元拟合目标三维表面,并以表面材料BRDF与目标LRCS的关系作为激光反射特性计算的基础,通过面元合成计算近场复杂目标的激光反射功率,具有计算过程简单、仿真精度高的特点,更适合于工程的应用。

电激励准分子激光系统的电磁辐射和抑制

为了抑制电激励准分子激光系统产生的强电磁干扰,采用电磁辐射理论分析了准分子激光器电磁辐射机理,确定了激光器辐射干扰源主要来源于激光器的主放电回路、出光口和氢闸流管;采用近场探头分别对各关键部位不同距离电磁辐射进行了测试;结合测试结果与电磁屏蔽原理对激光器电磁辐射进行了屏蔽设计和屏蔽效能测试,针对准分子激光系统,提出了抑制电磁干扰的几种措施。结果表明,设计的屏蔽盒的屏蔽效能达到40d B;引入电磁干扰抑制措施后,准分子激光系统能稳定可靠工作。该研究满足了工程实际要求。

双光子技术在生物医学中的应用与研究进展

双光子技术在生物分子探测、医学诊断等领域具有极大的应用潜力和广阔前景,文章着重介绍了双光子技术与共焦显微镜、近场光学显微镜等显微技术相结合,对生物组织进行三维观察和成像。它既具有亚微米甚至纳米尺度的分辨本领,图像对比度高,而且对生物样品无损伤。对国内利用双光子荧光进行癌症诊断的一种新方法也作了简要介绍。

激光引信目标近场散射特性研究

基于激光引信近场散射模型 ,采用波束分割技术来处理宽波束局部照射目标的散射功率的计算 ,提出一种激光近场散射仿真算法 ,并运用计算机仿真技术结合粗糙面光散射理论 ,模拟计算激光引信接收功率。

半导体激光器近场测量技术

讨论了确定半导体激光器传播模近场分布的一种方法。给出实际器件的测量结果，表明本方法简单、精度较高。

隐身目标激光近场散射特性研究

采用波束分割法,通过仿真计算各个被照射小面元的激光雷达散射截面(Laser Radar Cross Section,LRCS),并进行叠加,获得目标LRCS。定量分析了隐身目标的激光远场、近场散射特性,可以为激光近距探测系统灵敏度等参数的设计提供依据。

光学相控阵扫描的理论研究

本文给出近场光学相控阵扫描的理论分析及计算 ,并得出结论 :当相控阵单元规则排列并发生近场干涉时 ,相控单元的尺寸可取得比波长长 。

近场激光热透镜光谱法测定痕量磷的研究

利用He_Ne激光器 ( 6 32 .8nm)观测了孔雀绿_磷钼杂多酸离子缔合物的激光热透镜效应 ,建立了近场激光热透镜光谱法测定痕量磷的新方法 .磷含量在 0～ 80ng/mL范围内与热透镜信号强度成良好的线性关系 ,检出限为1ng/mL.该方法已应用于河水。

天线近场测量系统中位置控制方法的研究

对近场测量中扫描面位置误差引入的远场误差进行了分析,得到位置误差与测量误差之间的数量关系,说明了近场测量中必须保证探头足够的定位精度.针对近场测量中特定的半闭环控制系统,给出了由计算机编程来进行位置误差补偿的方法,即根据激光测距仪得到的扫描架位置误差数据来校正探头的定位,然后在此基础上采用函数修正的方法进一步提高其定位精度,从而实现了探头的精确定位.测量曲线表明了该方法的可行性.

激光测量技术在天线近场系统中的应用

借助于先进的激光测量技术 ,可对天线近场测量系统的定位误差进行精确测量并加以校正。基于对扫描架机械误差源的分析 ,本文叙述了线性激光测量方法 ,介绍了激光跟踪系统的应用原理及前景 。

一种激光引信目标回波信号的计算方法

用平面和二次曲面(柱面、锥面和椭球面)单元来逼近目标表面,建立目标几何模型,基于目标表面的材料和BRDF实测数据,用遗传优化算法进行五参数统计建模。根据引信参数及交会条件,通过对微元的反射信号积分计算各个小单元的反射能量LRCS,将被照射面元的回波功率进行叠加,得到目标的回波信号。

划痕型缺陷对光场质量的影响

为了研究高功率激光系统中划痕型缺陷对光场质量的影响,采用分步傅里叶算法对非线性近轴波动方程进行求解,模拟分析了不同划痕参数(长度、宽度、深度)下,元件内部、光束近场、元件后传输光场以及光束远场的光强分布情况。数值模拟结果表明:随着划痕长度、宽度或深度的增加,元件内部以及元件后传输光场的峰值强度和对比度均会相应增强;光束近场的光强对比度也会略微增大;对于光束远场的强度分布,与划痕宽度方向所对应的频谱能量会不断增强。该项研究工作可以为划痕检验标准的制定提供一定的定量分析依据。

色分离光栅对光束近场调制影响实验研究

介绍了一种用于惯性约束聚变研究的CSG衍射光栅研制情况,衍射光栅的制作采用离子束刻蚀的方法,光栅刻蚀面积为80mm×80mm。利用星光Ⅱ高功率固体激光装置实验平台对光路中插入衍射光栅后的光束近场调制变化进行了实验测试。实验结果表明,在低功率密度条件下(0.005GW/cm2)光路中插入CSG衍射光栅后,光束近场调制度没有明显的增加,相对于光束本身的调制来说,由光栅带来的调制为细微的小量调制。