中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室，北京 100094
伪随机码调制激光测距系统通过发射高阶调制激光，实现高频率、低峰值功率探测，利用高频率探测和统计实现高信噪比，具有系统体积小、质量轻的特点，是一种适合远距离的激光雷达系统。但是测距精度与调制频率有关，以往研究中通常使用高调制频率实现高精度测量。文中研制了一台伪随机码调制的激光雷达样机，采用调制重复频率100 MHz、入瞳直径0.1 m的光学天线，通过对周期内回波信号进行高斯统计，在信噪比为5时的实验室环境下实现了0.1 m的高精度测距。通过理论和试验分析证明了通过提高时钟频率和信噪比可以有效提高测距精度。
激光雷达 伪随机码调制 盖革模式 lidar pseudo random modulation Geiger mode 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210250
1 清华大学 工程物理系, 北京 100084
2 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
研究了机械加工时由周期分量和随机分量叠加形成的粗糙表面的激光散射特性。基于Helmholtz-Kirchhoff积分定理并结合统计学相关理论, 推导得到了上述粗糙表面的散射场强空间分布理论计算公式。根据推导得到的计算公式, 计算了不同周期振幅和不同随机粗糙度情况下的散射场强空间分布, 并分析了散射场空间分布的特征和形成原因。理论计算结果表明：在随机性粗糙度远小于激光波长时, 周期振幅越大, 散射场空间分布的“衍射条纹”现象越明显; 而在随机性粗糙度和激光波长可比拟时, 周期振幅在波长范围内的变化对散射场空间分布特征影响较小, 不再有“衍射条纹”出现。在这种情况下, 周期振幅的变化所产生的效果相当于是对散射场空间分布进行了调制。
粗糙表面 高度分布 激光散射 散射系数 rough surface height distribution laser scattering scattering coefficient
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
3 清华大学工程物理系, 北京 100084
利用共轭反射计装置，开展了真空环境中激光作用下环氧/硅树脂双层结构复合涂层的1.3 μm反射特性研究，测量得到了涂层反射率随样品背表面温度的变化曲线。通过有限元分析和界面热阻修正得到了反射率随涂层温度的变化关系，探讨了反射率随温度的变化机理。研究结果表明，红外连续激光损伤环氧/硅树脂复合涂层，主要表现为底漆热解引发的鼓包分层和面漆热解导致的烧蚀变色；常温下涂层对1.3 μm激光的反射率约为0.80，激光辐照初始时变化不明显，鼓包前后出现波动，测量区涂层鼓包、烧蚀后反射率显著下降，最终保持在一个相对较低值；反射率变化与涂层热解过程、损伤方式密切相关，涂层对1.3 μm激光的反射率变化存在3个特征温度，分别对应底漆热解、面漆热解和表面状态趋于稳定时的温度。
激光光学 反射率 共轭反射计 复合涂层 热解
