哈尔滨工业大学,光电子技术研究所,可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001
激光主动成像系统具有分辨率高、抗干扰能力强、能成三维像等特点.为了满足成像系统对扫描速度的要求,行扫描器采用了正弦扫描方式,但激光器等时发射经过扫描器后将形成扫描方向上光点的空间分布不均匀,从而造成系统所成图像的几何失真.分析了几何失真的形成机理,并根据此机理提出了两种校正算法.将这两种算法应用于仿真图像和实际的激光图像,取得了满意的效果.比较两种算法表明:采用算法2进行激光成像系统图像几何失真的校正更为合适.
激光成像系统 非线性扫描 几何失真 校正算法 Laser imaging system Nonlinear scanning Geometry distortion Amending algorithm
哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
光学扫描器总是被要求在一定的频率下扫描一定的角度,而检流计式光学扫描器的最高扫描频率和扫描角度两个参量是矛盾的.用受迫振荡的二阶微分方程来描述检流计的动态特性,从理论上分析了检流计式扫描器在正弦波扫描方式下的传递函数,求解可知正弦波驱动函数下的扫描运动还是相同频率正弦波,推导出扫描角度倒数平方可用频率平方的二次函数表示,从实验上测量检流计的扫描频率和扫描角度的关系,从而为寻找高速扫描提出依据.根据理论分析和实验数据的结果,提出适用于小角度扫描的小反射镜设计思想,并进行了实验验证.
测试计量仪器 检流计式光学扫描器 传递函数 扫描频率 扫描角度
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,哈尔滨,150006
根据大目标外差探测时发射功率PT与距离R2成正比规律的脉冲激光雷达方程和天线定理,利用国内最新研制的小型高重频电光调Q波导CO2激光器,采用非线性扫描和激光器不等时发射技术,设计研制了一套窄脉冲外差体制CO2激光主动成像系统,对室内20 m处大目标实现了像元素64×32、成像速率10帧/s实时成像显示,图像质量较好,激光器峰值功率约为60 W、脉冲重复频40 KHz、前沿50 ns、脉宽300 ns.
激光雷达 电光调Q 外差探测.
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采用拍频法测量CO2激光器频率稳定度.计算机通过IEEE488接口直接从计数器上接收数据,并通过程序计算得出激光器的频率稳定度.采用脉冲外差法测量脉冲CO2激光器频率稳定度.
CO2激光器 频率稳定度 测量 脉冲
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总结了国内外电光调Q CO2激光器的发展,介绍了不同激励方式、不同结构的电光调Q CO2激光器及其应用,概括了理论研究结果.
电光调Q CO2激光器 激励方式
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分析了脉冲外差体制CO2激光成像雷达系统的目标距离分辨率、测距精度和误差的主要来源.对于单个光脉冲测距来讲,信噪比(SNR)起伏引起的探测误差、脉冲前沿触发等概率分布以及脉冲建立时间的随机性等是激光脉冲外差测距的主要随机误差,其它随机误差在数量级上可忽略不计.同时利用现有的CO2激光脉冲外差探测系统,进行了远目标测距对比实验,观测到了2355 m目标脉冲回波信号,并精确测量出CO2光脉冲飞行的往返时间,该实验数据可用做系统误差的校正和补偿.
激光雷达 外差探测 激光测距
哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001
较详细地研究了窄脉冲外差体制CO2激光成像雷达的目标距离测量，指出了影响单个光脉冲测距精度的随机误差和系统误差的主要来源，并利用现有的实验装置进行远目标测距对比实验，观测到CO2激光器所发射的窄脉冲和2355 m目标回波波形，精确地测量出光脉冲飞行的往返时间，该方法可以用作系统误差校准和补偿标准。
雷达工程 激光雷达 外差探测 激光测距
1 可调谐激光技术国家级重点实验室,哈尔滨工业大学,150001
2 航天总公司三院
利用激光雷达双光束扫描接收方法可以在激光发射频率与振镜扫描频率一定时,使扫描像元素加倍;在像元素不变的条件下,使扫描帧频加倍;并具有增加最大非模糊距离等优点,降低了对扫描与激光器的要求.具有应用于高帧频、高像元素激光雷达的前景.
激光雷达 双光束 扫描 laser radar two beams scanning
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理论上研究一种双光束扫描、双光束接收的方法,使两束激光对同一空域的上半部、下半部同时扫描,在接收端再把它们分开。当成像距离一定时,像元素与帧频数的乘积可提高一倍；而当像元素与帧频数的乘积一定时, 非模糊的成像距离则提高一倍。因此采用二元接收方式可以提髙成像激光雷达的性能。实验上研究了两束方向垂直的偏振激光经过目标反射后的回波信号接收。
激光雷达 二元接收 双光束扫描
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对脉冲激光雷达外差测距信号进行了研究,理论上,采用调Q激光脉冲的数值计算波形,研究了脉冲激光经远处目标漫反射后进行外差接收的波形及其傅里叶变换频谱成分.实验上,研究了可调谐电光调Q射频激励波导CO2激光器脉冲激光经目标反射后的外差波形及其傅里叶变换频谱成分,并计算了目标的距离,理论分析与实验结果一致.
脉冲相干激光雷达 测距信号 电光调Q CO2激光器
