中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
报道了一个正弦相位调制的大视场机载直视合成孔径激光成像雷达。在室外3.8 km进行了视场扫描并获得了高分辨率合成孔径成像。同时给出了该机载直视合成孔径激光成像雷达的3 km飞行试验结果, 获得了高质量大视场图像, 其成像视场提高了一个量级, 达到了4.8 mrad。
遥感 激光雷达 机载直视合成孔径激光成像雷达 大视场 正弦相位调制
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
用15 m的平行光管模拟远场条件对直视合成孔径激光成像雷达(SAIL)的滑动聚束模式进行了研究。基于单点目标回波收集方程，分析了滑动聚束的信噪比特性，理论和实验证实滑动聚束模式可以通过延长有效采集时间长度的方式提高信噪比。
成像系统 合成孔径激光成像雷达 滑动聚束模式 信噪比
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 201800, China
A static-mode synthetic aperture imaging ladar (SAIL) in which the target and carrying platform are kept still during the collection process is proposed and demonstrated. A target point of 0.5 mm×0.5 mm and a two-dimensional (2D) object are reconstructed in the experiments, in which an optical collimator with a focal length of 10 m is used to simulate the far-field condition. The achieved imaging resolution is in agreement with the theoretical design. The static-mode down-looking SAIL has the capability to eliminate the influence from the atmospheric turbulence and can be conveniently operated outdoors.
280.6730 Synthetic aperture radar 280.3640 Lidar 100.2000 Digital image processing 100.3010 Image reconstruction techniques 110.0110 Imaging systems Chinese Optics Letters
2015, 13(4): 042801
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We present a tabletop-scale spotlight-mode down-looking synthetic aperture imaging ladar (DL SAIL) demonstrator, which is performed by a collimator with 10 m focal length to simulate the far-field optical field. A specular-point target and a diffuse-reflection target have been used for resolution analysis and 2D imaging, respectively. The experimental result is in agreement with the theoretical design. The experiment setup is capable of simulating a real application scenario for further study. This Letter is focused on the proposition and implementation of spotlight-mode DL SAIL.
100.2000 Digital image processing 100.3010 Image reconstruction techniques 110.0115 Imaging through turbulent media 280.6730 Synthetic aperture radar Chinese Optics Letters
2015, 13(9): 091001
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We present a down-looking synthetic aperture imaging ladar demonstrator and its experiments over 1.2 km in the field. The achieved imaging resolution is in agreement with the theoretical design, and the resulting two-dimensional image is satisfied. The capability to eliminate the influence from atmospheric turbulence is fully proven by the experiments.
100.2000 Digital image processing 100.3010 Image reconstruction techniques 110.0110 Imaging systems 280.6730 Synthetic aperture radar Chinese Optics Letters
2014, 12(11): 111101
中国科学院上海光学精密机械研究所 中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
直视合成孔径激光成像雷达采用内发射场直接波面变换平动扫描发射，通过自差接收实现高分辨率成像。由于远场目标位置的光场分布取决于内发射光场，因此内发射场的波前像差会对激光雷达图像质量产生影响。采用Zernike多项式描述波前像差，对初级像差造成直视合成孔径激光成像雷达的成像影响进行了研究，理论分析和仿真结果表明：离焦、象散、彗差和球差对成像的影响最为严重，像差越大，其对成像分辨率的影响也越大。当像差的均方根值小于0.05λ时，对成像分辨率的影响很小，当像差的均方根值为0.25λ时，其象散和彗差引起成像分辨率近似增大到原来的3倍。彗差和球差还造成不同目标位置的成像分辨率不同，离中心位置越远，成像分辨率增加越快。
遥感 直视合成孔径激光成像雷达 波前像差 内发射场 Zernike多项式
中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
报道了直视合成孔径激光成像雷达装置在使用焦距为10 m的平行光管模拟远场条件下的阵列目标二维成像实验结果，实现的成像分辨率为1 mm。
合成孔径雷达 直视合成孔径激光成像雷达 二维成像 远场模拟
中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800
相移雅满横向剪切干涉仪非常适合于达到衍射极限的光束的波面检测。为了改进现有的在两路剪切光束中直接插入起偏器的相移雅满剪切干涉仪，提出了一种基于偏振合束的相移雅满剪切干涉仪。该剪切干涉仪利用雅满平板前后表面的反射进行分束并形成两路干涉光束，两路干涉光束分别通过剪切平板后偏振合束并进行偏振移相。它保持了常规雅满剪切干涉仪的光路结构，提高了剪切干涉图的对比度，不再存在插入起偏器引入测量误差的问题。构建了改进前、后的两种相移雅满双剪切干涉仪，并进行了相应的对比实验，实验结果很好地验证了基于偏振合束的相移雅满剪切干涉仪的实用性。
测量 相移 雅满剪切干涉仪 偏振合束 波前
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光通信及检验技术重点实验室, 上海 201800
合成孔径激光成像雷达系统中可调谐激光器的非线性啁啾，引起回波信号傅里叶频谱的展宽和相位的误差，影响距离向和方位向分辨率。实际测量了激光器的频率非线性，利用光纤法布里珀罗干涉仪，测量激光器频率随时间的变化，得到高阶非线性项，给出了实验结果。以此为依据，研究了点目标回波外差信号的傅里叶频谱。通过改变分析信号的时间采样窗口宽度，压缩频谱宽度和相位误差，降低了非线性影响。在保证相位精度π/4时，得到了优化的时间采样窗口宽度。
光学测量 相干光学 合成孔径激光雷达 非线性啁啾 相位误差 光学学报
2011, 31(12): 1212003
中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光通信及检验技术重点实验室, 上海 201800
合成孔径激光成像雷达（SAIL）的主要技术指标如光学足趾尺寸和成像分辨率等都必须在所设计的远距离传输后实现。提出了一种在实验室空间近距离实现SAIL全系统贯通验证的方法，即在SAIL中附加光学装置使得其在近距离产生发射光束的准几何投影和足够大的外差接收视场，从而产生近距离二维SAIL成像必需的并且适当的光学足趾和方位向二次项相位历程。给出了一种Φ300 mm口径合成孔径激光成像雷达演示样机的主体结构和光学附件装置的设计方案，实现了实验室空间近距离演示验证，给出了在14 m传输距离上的二维SAIL成像动态演示的结果，实验测得光学足趾达到22 mm×22 mm，成像分辨率优于1.4 mm（方位向）×1.2 mm（距离向）。
遥感 合成孔径激光成像雷达 实验室空间近距离验证 相位历程
