作者单位
摘要
1 中国航空无线电电子研究所, 上海 200233
2 中国人民解放军92697部队, 河北 唐山 063000
为了提升光电系统对于目标的探测识别能力,实现单光子探测三维点云数据和二维可见光图像的融合处理,提出了单光子探测成像系统的融合处理算法,采用直接线性变换方法并利用同名特征点的选取和间接平差算法解决了融合处理过程中的参数标定问题。通过实验数据进行融合处理算法验证,实现了分辨率1024×768像素单光子探测三维点云和二维可见光图像的像素级融合处理。实验结果表明,提出的融合处理算法能够有效实现三维、二维图像的融合。
单光子 三维点云 融合 可见光图像 single photon three-dimensional point cloud fusion visible light images 
应用光学
2021, 42(6): 1034
作者单位
摘要
1 中国科学院 沈阳自动化研究所 智能检测与装备研究室, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院 机器人与智能制造创新研究院, 辽宁 沈阳 110169
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 西安航天发动机有限公司, 陕西 西安 710100
为解决位置敏感器件(PSD)提取光斑位置信息的不准确性, 克服元器件、信号处理电路等带来的随机噪声干扰, 本文提出了一种基于极限学习机(ELM)的反馈堆叠模型(FsELM)。该模型使用ELM作为基本训练块, 以单层预测结果与目标真值的偏差作为依据对输入数据进行更新, 并进行循环训练, 形成反馈堆叠的结构, 从而实现PSD信号有效信息的深度提取。同时设计进行了基于一维PSD的激光三角位移检测实验验证算法的性能, 比较了传统滤波算法、经典学习算法、ELM及其变体和本文提出的FsELM方法对数据的处理效果。实验结果表明: FsELM预测精度明显优于其他处理方法, 预测结果均方误差可达1.4×10-5, 预测精度为0.78%; 除ELM等单次训练结构外, FsELM模型的运算速度比其他处理方法更快。该结果证明了FsELM在应对随机噪声干扰的优异性能, 以及不确定环境下突出的预测能力。
位置敏感器件 极限学习机 数字信号 滤波算法 激光三角法 position sensitive devices extreme learning machine digital signal filtering algorithm laser triangulation 
光学 精密工程
2020, 28(7): 1568
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Institute of Optoelectronics, Department of Electronics Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
In this Letter, we firstly, to the best of our knowledge, demonstrated the influence of pre-pulse current and delay time on the intensity of a discharge pumped Ne-like Ar soft X-ray laser operating at 46.9 nm by employing an alumina capillary having an inner diameter of 4.8 mm. Specifically, the delay time was changed from 8 to 520 μs in small intervals. The pre-discharge current was increased from 25 A to 250 A through small steps, while keeping the main discharge current constant. Usually, a small pre-discharge current is applied to an Ar-filled capillary to attain a plasma column having sufficient pre-ionization before the injection of the main current. The pre-discharge current of 140 A was declared the best current to obtain lasing with a 4.8 mm diameter capillary. The laser spots were captured at best time delays for the pre-discharge currents of 25, 45, 80, 140, and 250 A, which support the experimental results. We observed that by applying the pre-discharge current of 140 A, the laser spot exhibits small divergence, higher symmetry, and uniformity, which is clear evidence of strong amplification. The laser spot obtained at 140 A is cylindrically symmetric and has a better structure than those reported by all other groups in the literature. Hence, the laser spot indicates that the laser beam is highly focusable and beneficial for the applications of the 46.9 nm laser. Results of this Letter might open a new way to enhance applications of a 46.9 nm capillary discharge soft X-ray laser.
Z-pinch pre-discharge kink instabilities beam divergence 
Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 111403
作者单位
摘要
北京工商大学材料与机械工程学院, 北京 100048
采用选区激光熔化(SLM)技术对200 μm层厚的气雾化316L粉末进行单熔道及块体实验,通过分析成型样件的致密度、微观组织、拉伸性能、缺陷机理等进行了工艺优化。结果表明,当激光功率为400 W,曝光时间为120~160 μs,搭接率为50%~60%时,成型样件的致密度可达99.99%。SLM成型过程中产生的未熔合缺陷可以通过调整工艺参数进行避免;虽然微型孔洞及球化现象无法完全消除,但通过缩短曝光时间可以减小球化尺寸。SLM成型样件的微观晶粒为等轴晶及柱状晶,其拉伸性能良好,屈服强度为530 MPa,拉伸强度为635 MPa,延伸率为31%。
激光技术 选区激光熔化 微观组织 拉伸性能 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011401
作者单位
摘要
北京工商大学 材料与机械工程学院, 北京 100048
为了探究脉冲式激光选区熔化成形过程中的搭接率与搭接特性, 采用了弓形与抛物线形搭接理论模型, 并设计了单熔点、单熔道和多层块体的成形实验, 获得了不同条件下较优的搭接率。结果表明,单熔点熔宽随曝光时间增大而增大; 单熔道实验中, 曝光时间为40μs~60μs时, 单熔点间较合理的搭接率约为30%; 曝光时间为80μs时, 搭接率约为50%; 曝光时间为100μs~120μs时, 搭接率约为60%; 多层块体实验中, 单熔道间的搭接率为50%时, 块体表面形貌较好; 通过对块体进行致密度、缺陷、微观组织和拉伸性能分析可知, 当功率200W、层厚50μm、曝光时间100μs、点距65μm、线间距77μm时, 可得到致密度最高为99.99%的样件。该研究对认识脉冲式激光选区熔化成形过程中的搭接特性和搭接率选取是有帮助的。
激光技术 搭接率 搭接理论模型 致密度 微观组织 拉伸性能 laser technique overlap ratio overlap theory model density microstructure tensile property 
激光技术
2018, 42(3): 311
作者单位
摘要
1 中国人民解放军陆军军官学院 六系, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学 地球和空间科学学院, 安徽 合肥 230031
基于Fabry-Perot标准具的直接探测测风激光雷达是中高层大气风场探测的有效手段之一, 系统保持长期稳定地运行是监测风场变化的基本需求; 通过对DWL给出的无效探测数据进行的深入剖析, 得出是激光发射频率发生了相对漂移所致; 然后, 搭建实验验证内在机理, 得出, Nd:YAG激光器中种子激光器工作环境温度每变化1 ℃将导致激光发射频率产生1.536 GHz漂移, 可致使透过率变化最大达46.1%, 标准具工作环境温度每变化1 ℃相当于激光频率产生的相对漂移量737.7 MHz; 当满足小于1 m/s的系统误差时, 需要建立三级温控机制, 将系统整体处于调控精度为1 ℃的恒温环境中工作, 另外将种子激光器、标准具分别置于调控精度为0.001 ℃的恒温箱内工作, 能够满足风场探测的要求。
多普勒 测风激光雷达 FP标准具 瑞利散射 频率 Doppler wind lidar Fabry-Perot etalon Rayleigh scattering frequency 
红外与激光工程
2016, 45(9): 0906004
张飞飞 1,2,*王国成 3孙东松 1,2窦贤康 1,2[ ... ]李建阅 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学地球与空间科学学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院近地空间环境重点实验室, 安徽 合肥 230026
3 解放军陆军军官学院, 安徽 合肥 230031
基于法布里-珀罗干涉仪的多普勒测风激光雷达可以实现从对流层到中层大气的高时空分辨率风场探测。然而,实际风场观测时,反演出的径向风速总会存在一个偏差,需要外部的参考风场来消除。从理论出发,分析了出现偏差的原因,得出主要影响因素是法布里-珀罗干涉仪和种子激光器的环境温度。随后对该温度的影响进行了实验研究。通过分别对种子激光器和法布里-珀罗干涉仪环境温度的精确控制,测量激光通过已标定的法布里-珀罗干涉仪的透过率来监测相对频率的漂移与温度之间的关系。实验结果表明,环境温度会影响频率漂移,理论上,对于355 nm 测风激光雷达系统,控制1 m/s 的径向风速漂移,种子激光器环境温度引起的频率漂移系数为1650 MHz/K,温度控制的精度须小于0.004 K;法布里-珀罗干涉仪环境的温度引起的频率漂移系数为799 MHz/K,温度控制的精度须小于0.007 K。
遥感 激光雷达  法布里-珀罗干涉仪 
中国激光
2015, 42(8): 0814002
作者单位
摘要
中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽 合肥 230026
:一台用于观测对流层和平流层风场的车载瑞利测风激光雷达于安徽合肥建成,该雷达使用双边缘技术,设计探测高度10~40 km,距离分辨率分别为100 m(20 km高度以下)和500 m(20 km高度以上)。在2011年夏季该雷达于新疆乌鲁木齐地区(42.1°N,87.1°E)进行了风场观测实验并成功观测到了平流层准零风层大气结构,给出了几组夜间典型的风场数据,根据观测结果得出:准零风层底部高度稳定在17~18 km高度而不随时间变化,而准零风层厚度则随时间有一个先增大后减小的趋势,并在北京时间凌晨0点~3点期间达到最大值。在观测中出现的准零风层厚度最大值超过15 km,最小值则仅有约2~3 km。分析认为:准零风层厚度的变化与夜间平流层接收到的紫外线辐射强度变化有关,同一时刻不同纬度上的平流层接收的紫外线辐射强度变化程度不同,导致平流层温度梯度继而大气环流的速度发生变化,从而引起准零风层厚度变化。
大气光学 测风激光雷达 平流层 准零风层 atmospheric optics wind lidar stratosphere quasi-zero wind layer 
红外与激光工程
2015, 44(2): 0482
作者单位
摘要
中国科学技术大学地球和空间科学学院, 安徽 合肥 230026
利用脉冲能量为110 μJ、重复频率为20 kHz及脉冲宽度为300 ns的光纤激光器设计了一套工作波长为1.55 μm的相干测风激光雷达,给出了系统的性能参数。根据后向传播本振的原理计算出当望远镜对发射高斯光束的截断比为最优值0.823 时,激光雷达的天线效率达到最大值0.422。在最优截断比条件下分析了望远镜口径对相干激光雷达载噪比的影响,优化了望远镜设计。从理论上计算出激光雷达的探测性能指标:探测距离大于3 km,风速测量范围为±62 m/s,距离分辨率为84 m,风速测量精度优于0.1 m/s,时间分辨率为0.5 s。
遥感 相干激光雷达 天线效率 
光学学报
2015, 35(3): 0301001
上官明佳 1,2,*夏海云 1,2舒志峰 1,2窦贤康 1,2[ ... ]高园园 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 地球与空间科学学院, 合肥 230026
2 中国科学院 近地空间环境重点实验室, 合肥 230026
报道了一种基于扫描F-P标准具的高光谱分辨低平流层大气温度探测技术。通过扫描F-P标准具,获得大气分子瑞利后向散射的透过率分布。对该透过率进行非线性拟合,由拟合得到的谱宽计算大气温度分布。为了减小频率不稳定引起的系统误差,采用静态的F-P标准具实时监测激光出射频率,并在数据处理中进行补偿。由时间分辨率2000 s的激光雷达原始信号的信噪比,根据最大似然估计误差分析,该方法在30 km以下的探测误差小于1.9 K,50 km以下的探测误差小于9.8 K。在对比实验中,在18~36 km高光谱分辨激光雷达与探空气球探测的温度廓线最大偏差4.7 K;在27~34 km,高光谱分辨激光雷达与瑞利积分激光雷达探测的温度最大偏差2.7 K。在15~27 km,由于气溶胶的污染,瑞利积分激光雷达的温度明显偏离其他两种探测结果,最大偏差达22.8 K。
大气光学 平流层温度 高光谱分辨激光雷达 瑞利散射 F-P标准具 atmospheric optics stratospheric temperature high spectral resolution lidar Rayleigh backscatter Fabry-Perot etalon 
强激光与粒子束
2014, 26(12): 121003

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