神光Ⅲ原型全孔径背向散射测量系统研制及应用

为了测量激光与等离子体相互作用产生的散射光份额,获得黑腔耦合效率实验中的激光注入率,研制了基于神光Ⅲ原型装置的全孔径背向散射测量系统。该系统利用聚焦透镜收集散射光,通过离轴抛物面镜进行缩束,并采用二向色镜将散射光分为两个支路后分别进行受激布里渊散射和受激拉曼散射光的能量、时间过程和光谱测量。实验测量了有、无束匀滑条件下的散射光份额。结果表明,在当前实验条件下,通过束匀滑可有效降低散射光份额,提高激光注入率。

全孔径背向散射诊断光学系统

基于新的激光聚变驱动装置的需要,设计了全孔径背向散射诊断光学系统并介绍了光学设计中涉及的若干关键技术。采用低反射率的楔形反射镜衰减背向散射光能量,降低后继元件对光学薄膜损伤阈值的要求。通过缩束镜缩小光束口径,减小光学元件尺寸;同时采取折叠光路结构来缩小系统体积。对空间滤波器和光学滤片进行组合,屏蔽了打靶倍频光干扰及不同散射类型的相互串扰。采用光学白板对色散严重的背向散射光进行漫反射匀化,使光谱测量系统获得完整的光谱信息。最后,选取抛物面为空间分布成像目标面,通过分析空间分布成像光束的结构设计了成像镜头。设计的诊断光学系统具有散射时间测量、光谱测量、空间分布成像、能量测量等功能,光学测量模块尺寸为1.9m×0.9m×1.5m。该全孔径背向散射诊断光学系统在新的激光聚变驱动装置中具有潜在的应用价值。

飞机激光雷达散射截面测量与分析

飞机激光雷达散射截面的测量,对于研究飞机激光散射特性以及评估探测系统至关重要.本文介绍了飞机激光雷达散射截面测量理论,设计了飞机激光雷达散射截面测量装置和测量方法,并通过实验验证了该装置与测量方法.在全尺寸真实飞机试验与测量过程中,通过对原始数据高斯补偿与背景修正,获得了误差小于7%的飞机激光雷达散射截面数据.实验结果表明,本文提出的飞机激光雷达散射截面测量与分析方法是正确的和有效的.

面向激光探测的精密光机系统研制及应用

面向激光探测需求,创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法,建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法,形成了透射光学系统定心装调、反射光学系统的高精度集成装配流程和技术,配备了光学系统波前和成像性能检测仪器,支撑了多种复杂功能的精密光机系统的研制。本文全面梳理了同济大学面向激光探测需求的精密光机系统和仪器研制方面的科研工作,针对我国“星光Ⅲ”强激光装置的探测需求,研制了首套联合视频合成孔径雷达和扫描光学高温计的主被动复合诊断装置和辐射高温光学测量系统,共同为“星光Ⅲ”开展超高压物态方程实验提供了技术支撑与诊断测试手段。面向海环境下目标与环境激光散射特性的测量需求,研制了发散光激光雷达散射截面测量装置和双功能平行光LRCS激光测量装置,实现了模拟海环境下标准散射体与海环境的激光散射特性的精确测量,为超低空激光雷达研制提供了数学模型和实验数据。

机载SAR系统极化定标方法的优化研究

全极化合成孔径雷达技术能够通过获取地物在不同极化状态下的散射回波信号,在地理国情监测、环境变化研究方面有着广泛的应用。相较于星载SAR,机载SAR系统由于既可以独立执行对地观测任务,又可以作为星载SAR系统研究的基础和实验平台,在极化SAR研究中有着重要的作用。但天线系统所固有的缺陷和不足,降低了极化SAR数据质量,干扰了信息的准确获取。这让极化定标的研究显得十分重要。针对极化畸变现象,

Raman散射型分布式光纤温度测量方法的研究

本文讨论了 Ram an散射型分布式光纤温度测量的原理和单通道、双通道工作模式的 4种解调方法 ;给出了系统的相对灵敏度 Sa、Ss、Sa/ s和 Sa/ R的表达式 ,在 0～ 12 0℃范围内 ,其理论值分别为 1.0 6 5%· K- 1 、0 .10 4%· K- 1 、0 .86 2 %· K- 1 和 1.0 6 5 %· K- 1 。由于系统波分复用器存在“串音”,因此实际系统的相对温度灵敏度低于理论计算值。

黄河流域刘家峡—兰州段滑坡灾害的InSAR识别及成因分析

我国滑坡灾害频发,尤其是西部地区,滑坡的隐蔽性强且危害巨大,对其灾害隐患进行早期识别对防灾减灾意义重大。传统的人工排查、大地测量等手段在山区难以开展且耗时耗力,合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)作为新兴的遥感测量手段,可以更精确、高效地进行大范围的滑坡灾害隐患识别。以黄河流域刘家峡-兰州段为研究区,采用永久散射体InSAR技术对覆盖该区域的111景Sentinel-1 C-SAR数据进行处理,并使用GPS数据进行趋势改正,获取研究区2014年10月—2019年12月间视距向形变场及形变特征,成功识别出1处位于永靖县的滑坡隐患区。该区的规模和量级均大于永靖县黑方台滑坡区,且未被前人提及,具有较大危险性。将InSAR结果与投影到视距向的GPS结果及前人结果进行比较,验证PS-InSAR方法的有效性;并结合历史强震资料、实地考察及时间序列对研究结果进行验证分析,结果表明该滑坡隐患区可能与1125年兰州M7.0地震和2017年九寨沟MS7.0地震有关。本研究可为当地防灾减灾提供数据和技术支持。

利用FS-InSAR技术精细监测内蒙古新井露天矿地表形变

2023-02-22,中国内蒙古自治区新井露天矿发生大面积坍塌事故,造成重大人员伤亡。为了全面获取新井露天矿的地表形变信息及灾前形变特征,采用全散射体合成孔径雷达干涉测量(full scatterer interferometric synthetic aperture radar,FS-InSAR)技术,利用2021-09-09—2022-08-11的24期哨兵1号雷达影像,对该露天矿开展了精细化监测。结果表明,对于低相干露天矿地区,FS-InSAR技术能够获取全域精细的地表形变信息,监测点密度可达4758个/km~2;2022年2月以后,坍塌体底部开始出现加速失稳的形变异常先兆特征,南帮西侧底部形变最为严重,多处形变速率超过200 mm/a,存在较大坍塌风险。卫星InSAR技术可以全面掌握露天矿的形变空间分布及灾前时序变化特征,对于矿区安全生产具有重要意义。

基于动态PS+GBSAR的边坡实时高精度形变测量技术

论文就动态永久散射体(PS)与地基合成孔径雷达系统(GBSAR)的联合应用问题进行了探讨分析,提出“动态PS+GBSAR”实时高精度形变测量方法,该方法可以发挥PS技术和GBSAR系统各自的优势,提供稳定的PS点集合和高相位质量的PS点,同时还具有实时性和高精度优势。通过对某石矿场边坡进行现场测试,验证了“动态PS+GBSAR”测量技术的形变反演误差可控制在亚毫米级,测量精度满足相关要求。