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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 scanning three-dimensional coherent laser radar (ladar) based on the frequency modulated continuous wave (FMCW) is proposed and demonstrated, which can obtain many three-dimensional high-quality images. The system utilizes an electro-optic modulator and an optical filter to output a linear FMCW with a bandwidth of 2 GHz. The flexible and variable rotating double prism is used for beam scanning. The images of flight demonstration are formed by attitude compensation correction. The experiment result validates the performance of our system for airborne three-dimensional scanning imaging.
280.3400 Laser range finder 280.3640 Lidar 100.6890 Three-dimensional image processing 040.2840 Heterodyne Chinese Optics Letters
2019, 17(9): 092801
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
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
1 内江师范学院物理与电子信息工程学院,四川 内江 641112
2 西南民族大学电气信息工程学院,四川 成都 610041
3 绵阳师范学院物理与电子工程学院,四川 绵阳 621000
采用晶体场理论和3d9电子组态在平面四角晶场中的g因子和超精细结构常数A的三阶微扰计算公式以及 CdCl2 :Cu2 + 晶体的局域结构与 EPR 谱之间的定量关系,合理解释了 CdCl2 :Cu2 + 晶体的 EPR 谱及局域晶体结构, 所得 EPR 参量与实验观测相符合。研究发现芯极化常数约为0.2827。平面四角键长的变化约为 0.013 nm。因此,CdCl2 晶体中掺杂Cu2 + 后,由于静态 Jahn-Teller 效应引起的晶格驰豫,导致晶格在平面四角内发生了 略微伸长的畸变。
光谱学 电子顺磁共振 晶体场理论 掺铜氯化镉 spectroscopy electron paramagnetic resonance crystal-field theory CdCl2:Cu2+
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息技术研究中心, 上海 201800
空间激光通信中发射波面质量接近衍射极限, 测量波面是调整和检验发射系统的依据。传统的平板剪切干涉仪是测量波面的有效手段之一, 但应用在测量波面高度小于0.3个波长, 口径100～300 mm, 短相干长度的半导体激光器时存在一些限制。大口径横向双剪切激光干涉仪改进于马赫曾德尔结构, 可以实现这一功能。干涉仪主要由两块透射反射镜和四块反射镜组成, 其中一块反射镜结构上下分开, 形成一定的夹角, 通过干涉图上下条纹的差分求出波像差, 提高灵敏度。目前建成的仪器有效通光口径为290 mm, 等光程相干涉, 可适用于相干长度短的光源。仪器对可调谐激光器发射波面进行了测量, 通过计算机处理得到波面, 波面高度的峰谷值为1.0个波长。
测量 干涉仪 波面检测 双横向剪切 等光程
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
在尺度缩小的合成孔径激光成像雷达实验室装置上, 实现了一个二维图案目标的同时方位向和距离向的二维成像, 达到扫描条带宽度≤10 mm和分辨率约为1.2 mm×2 mm。
合成孔径激光成像雷达 二维成像 方位向 距离向
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
雅满横向剪切干涉仪是一种很重要的波面检测仪器, 特别是可以对白光的波面进行检测。为了弥补传统雅满横向剪切干涉仪的不足, 提出了一种相移雅满横向剪切干涉仪。它是在雅满横向剪切干涉光路中插入起偏器, 1/4波片和检偏器所形成, 实现了剪切干涉与相移的结合, 能有效地提高测量精度, 可适用于白光的波面检测, 结构简单且操作方便。实验中通过旋转检偏器获得了相移干涉图, 其结果很好地验证了该相移雅满横向剪切干涉仪的有效性。
光学器件 横向剪切干涉仪 相移 波面检测
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
卫星激光通信光束的传播在空间属于远场衍射,而在地面光学跟踪检验中属于近场衍射。采用菲涅耳衍射理论研究了远场衍射和近场衍射对于产生光学跟踪位置误差信号的本质上的差别并且分析了等效条件,证明了近场检验中采用卫星相对角度运动轨迹的光束扫描可以准确模拟远场相对运动,同时也得到了光斑特性和卫星抖动模拟的分析。澄清了卫星激光通信终端光学跟踪性能检验中的基本概念,具有实际指导意义。
星间激光通信 瞄准捕获和跟踪 远场衍射 近场衍射 光束扫描
