SBS相位共轭技术在激光大气传输中的应用

评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用 ,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程 ,指出其发展前景。

离子束溅射宽带吸收薄膜设计与制备技术研究

Si薄膜在可见光和近红外波段具有一定的吸收特性,可用于宽带吸收薄膜的制备。采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了不同沉积工艺参数的Si薄膜,基于透、反射光谱和椭偏光谱的全光谱数值拟合法,计算了Si薄膜的光学常数,并研究了氧气、氮气流量对其光学特性的影响。选择Si和Ta_2O_5作为高折射率材料、SiO_2作为低折射率,设计了吸收率为2%和10%的宽带(1 000～1 400 nm)吸收薄膜。采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了宽带吸收薄膜,对于A=2%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为2.12%、2.15%和2.22%;对于A=10%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为9.71%、8.35%和9.07%。研究结果对于吸收测量仪、光谱测试仪等仪器的定标具有重要的作用。

窄脉冲相干激光雷达偏频锁定系统实验研究

偏频锁定技术广泛应用于激光的外差探测、激光雷达等方面,具有重要应用价值。介绍了自行设计的适用于窄脉冲激光外差信号的偏频锁定控制系统的工作原理,并进行了偏频锁定实验研究,分析了影响本系统鉴频正确性的因素。结果表明对中心频率为80MHz、脉冲宽度约为40ns的外差信号进行的偏频锁定实验,系统很少失锁,锁定精度为±5MHz。

激光雷达扫描函数发生板的实验研究

为了实现激光雷达扫描函数源的高分辨率、小型化,设计了高分辨率、可程控的扫描函数发生板;介绍了扫描函数发生板的工作原理及优点,并给出了实验的结果。实验结果表明扫描函数发生板输出信号质量较高、成像点阵质量较好,具有广阔的应用前景。

连续太赫兹激光透射扫描成像实验研究

太赫兹成像可用于安检、反恐和工业生产等领域,已成为研究热点。由于连续太赫兹激光源体积较小、操作简单,因此,近几年对连续太赫兹激光成像的研究越来越多。基于CO_2激光泵浦甲醇气体生成的118.83μm激光,采用室温单元探测器、二维位移平台、聚乙烯透镜、光阑和计算机等器件组成的扫描透射成像系统对物体进行了成像实验,比较分析了扫描步长分别为1mm和0.5 mm的成像结果。实验结果表明,由于增加光阑,实际成像功率下降,但此套成像系统在激光输出功率约为20 mW时,仍成像清晰,且步长为0.5 mm的成像效果更好。

CO_2激光抽运太赫兹成像研究新进展

为了研究基于CO_2激光抽运的远红外激光源的太赫兹2维成像方法的各自特点和今后的发展方向,在介绍CO_2激光抽运的远红外激光源的基本工作原理及美、英两国典型产品SIFlR-50FPL和FIRL100激光器的基础上,重点介绍了国内外近几年的主要成像研究成果,并对其成像特性进行了简要评述。最后总结出CO_2激光抽运太赫兹成像研究的发展趋势是大力发展能远距离成3维像的太赫兹雷达、能实时成像的焦平面探测及实时图像处理和目标自动识别系统。

数字散斑干涉技术及应用

介绍了数字散斑干涉技术在位移、应变、振动和医学诊断等领域中的应用和国内外发展状况。提出了一种新的应用领域———数字散斑干涉技术在语音识别中的应用 ,并对该方法作了介绍 。

1.55μm相干激光测风雷达平衡式探测接收实验

研究了用于相干激光测风雷达信号接收的平衡式探测接收技术.推导出了平衡式相干探测过程的数学模型和信噪比表达式,并通过仿真软件对该模型进行了模拟仿真.在同等输入条件下,当平衡式相干探测系统的最佳分束比范围在[0.293,0.707]时,其信噪比比普通相干探测的信噪比高.此外,平衡式探测接收还具有判断风向的功能,最后通过实验验证了仿真结果.

基于匹配滤波的Gm-APD激光雷达三维重构算法研究

Geiger mode Avalanche Photo Diode(Gm-APD)激光成像雷达三维重构常用的峰值法对于异常峰会提取到错误的目标位置,阈值选取整数会造成重构三维像信噪比不高及目标缺失等。针对此问题,提出了基于加权一阶类高斯匹配滤波算法,通过对脉冲回波触发频数直方图的拟合归一化得到权重窗口平滑直方图再次选取峰值位置进行重构。应用基于Poisson分布的Gm-APD触发模型理论推导得到该算法的探测率及虚警率表达式并与峰值法对比,理论结果为使用基于加权一阶类高斯匹配滤波算法提取到目标的概率更高,通过Monte Carlo仿真验证了理论推导结果。最后使用两种算法对真实实验数据进行三维重构,主观及客观对比其重构得到的三维距离像,基于加权一阶类高斯匹配滤波算法在复原效果上较峰值法有了明显提升。结果表明,基于加权一阶类高斯匹配滤波算法在处理低信噪比、实时三维重构等方面具有良好的实际应用前景。

太赫兹自由电子激光器的成像原理及进展

主要介绍了几种自由电子激光器进行太赫兹成像的原理和方法,并给出了俄罗斯和韩国等研究人员最近一两年的实验结果。指出现在太赫兹成像正向三维成像的方向发展。

激光雷达跟踪算法研究

形心跟踪算法因为简单、执行速度快而得到广泛采用。然而常规形心跟踪算法因激光雷达图像受到散斑噪声影响而变得不适合。改进算法结合了图像的滤波处理,提高了适用范围。但是这种基于图像灰度均值分割的形心跟踪算法对于小目标图像都会跟踪失败。分析了大目标图像和小目标图像的直方图,指出其均由一个背景的尖峰和目标的拖尾组成,理想的分割阈值点应为尖峰和拖尾的临界点。据此提出了基于累积直方图的形心跟踪算法。此算法以图像的累积直方图拐点为分割阈值,不受目标区面积大小的影响。处理结果表明,对于大目标图像和小目标图像均有较好的效果,并且保持了常规形心跟踪算法执行速度快的特点。

激光雷达/雷达多模复合探测的研究近况

激光雷达较一般雷达具有更高的测距精度,而雷达的作用距离和搜索范围比激光雷达大,因此,将激光雷达与一般雷达复合探测可提高探测精度,并增强抗干扰能力。由于现代战争更趋于都市化,而城市中建筑物较多,这势必带来复杂背景下目标的准确识别和定位问题。要解决这一问题,激光成像雷达具有非常大的优势。为此,激光雷达与雷达等探测体制多模复合技术的研究已备受关注。主要介绍了国外近5年来激光雷达/雷达多模复合探测的研究状况,在分析国内外发展水平的基础上提出了建议。

THz激光主动图像预处理方法研究

鉴于THz激光主动成像以其较低的光子能量和较高的穿透能力在危险品检测、医疗和食品检验等领域有着广泛的应用前景,将对比度拉伸变换、中值滤波和均值滤波常规图像预处理方法引入到THz激光主动图像处理中,对五元人民币纸币的水印THz面阵图像进行了预处理。处理结果表明,对原始图像进行对比度拉伸变换可以较大地提高图像对比度,在此基础上进行的中值滤波和均值滤波可进一步提高图像的辨识能力,中值滤波可以保护目标边缘细节并使图像平滑。在对比中发现,当窗口大小为9×9像元时滤波后的视觉效果最佳。

固体介质间隔层激光标准具性能的影响因素研究

针对固体介质间隔层的镀膜标准具,以1 064 nm激光镀膜标准具为例,首先研究了反射膜堆数对反射带宽、基底厚度以及对自由光谱区的影响:标准具的带宽随着膜层堆数增加而减小,自由光谱区随着基板厚度的增加而减小;其次研究了基底误差对标准具中心波长定位和透过率的影响,通过定量数值计算证明了基底误差可通过标准具的使用角度补偿;针对典型的H(LH)m/Substrate/(HL)mH和L(LH)m/Substrate/(HL)mL两个膜系结构,研究了入射激光发散角对标准具中心波长偏移、通带半宽度、中心波长透过率和最大透过率的影响。随着激光发散角的增加,中心波长向短波方向移动,通带半宽度、中心波长透过率和最大透过率呈现下降的趋势,并且第二个膜系结构的标准具性能优于第一个膜系结构的标准具。

毛细管放电X射线激光研究进展

近年来 ,毛细管放电X射线激光研究工作十分活跃 ,为短波长激光的研究带来一种全新的概念。较为详尽地总结了这一领域所取得的主要进展 ,并说明今后发展要注意的问题。

单狭缝条纹管激光雷达四维成像实验

用条纹管作为接收端的激光成像雷达已经成为非扫描雷达中的重要部分,具有大视场、高帧频的优点,在军事上有着广泛的应用前景。用条纹管激光雷达四维成像实验平台对远距离目标进行了成像实验,给出条纹像和目标之间的对应关系,用多幅条纹像重构了目标的四维图像。实现了这种体制的激光雷达对远距离目标的成像。并且分析了狭缝、重叠率等参数对成像精度的影响。

在激光大气传输中利用SBS阈值效应实现小面积信标的研究

在理论上建立起将受激布里渊散射(SBS)与激光大气传输过程相结合的激光补偿传输的数学模型,并进行了数值模拟,提出并证明了利用SBS阈值效应可以将相位共轭光会聚到目标上一个小面积上,从而在目标上主动获得小面积信标光斑。利用SBS实现激光大气补偿传输(传输距离250m)的实验研究,证实了上述理论预期。

窄脉冲相干激光雷达偏频锁定系统仿真研究

鉴于偏频锁定技术在激光外差探测和激光雷达等方面的广泛作用,基于可编程逻辑器件,设计了适用于窄脉冲激光外差信号的偏频锁定控制系统。在设计中,使用超高速电压比较器进行波形变换、多脉冲鉴频和大概率均值滤波进行数字鉴频,采用小步长快速控制方法进行调频,利用数模转换器和线性放大电路输出调频信号。借助信号发生器产生40 ns脉宽的模拟外差信号对系统进行了仿真,实现了设计功能。对系统进行鉴频和调频测试,在40 ns脉宽时鉴频误差范围为-7.5 MH z^+7.7 MH z。

利用特征融合的相干激光雷达目标探测仿真研究

在自动目标识别系统中,目标探测起着重要作用.文中利用美国陆军实验室提出的特征级融合方法,应用于相干激光雷达强度像中目标中心点位置的确定.即通过局部最大灰度特征、对比度特征、平均梯度值特征和局部变化特征,最终确定激光雷达目标中心位置.经实验仿真结果表明,相对形心跟踪器确定中心点,该方法不易受到环境的影响而且发现目标中心位置准确性更高,提高相干激光雷达发现目标的准确性.

激光雷达三维距离像超分辨重构方法研究

针对目前激光雷达三维距离像分辨率低的问题,使用成本低且有效的图像处理方法获得高分辨三维距离像。首先,利用多传感器系统的特点,将低分辨率Gm-APD激光雷达与高分辨率ICCD激光雷达相结合,获得配准后的低分辨距离像和高分辨强度像,然后,提出了一种改进的图像引导算法实现低分辨图像超分辨重构。该方法使用马尔科夫随机场模型,定义了全局能量函数,该函数将距离保真项和正则化项相结合,通过求解优化模型获得高分辨三维距离像。通过对仿真图像和激光雷达距离像的超分辨重构处理,以主观视觉效果和图像质量客观评价指标来验证此方法。实验结果表明,该方法提高了距离像的分辨率,且很好地保护了图像的边缘结构,在无参考图像质量评价指标上较双三次插值、引导滤波和TGV取得更优值。