红外与激光工程
2020, 49(9): 20200279
1 北京航空航天大学 宇航学院, 北京 100191
2 先进制导控制技术国防重点实验室, 北京 100074
3 北京航空航天大学 宇航学院, 北京 100191,
针对飞行器未知环境下自主地形跟随问题, 提出了基于前视序列图像天地线的地形跟随方法, 并利用适应角法设计了制导律, 该方法利用被动成像实时探测飞行前方地形信息, 降低了对数字地图保障及高精度导航的需求。六自由度非线性数学仿真结果表明 : 基于前视序列图像天地线的方法较传统基于数字地图的方法, 地形跟随平均离地高度可降低35%以上, 可大幅提高飞行器超低空突防性能。
地形跟随 前视序列图像 制导律 terrain following forward-looking image sequences guidance law 红外与激光工程
2017, 46(4): 0428002
针对四旋翼飞行器姿态估计中传感器由于旋翼振动带来的测量误差, 通过卡尔曼滤波方法融合加速度计和陀螺仪的测量数据来提高姿态估计精度,减少因载体振动带来的噪声并解决陀螺漂移问题。先分析了惯性器件误差类型, 然后建立了三自由度的系统模型并用Matlab进行仿真分析, 再利用带有螺旋桨的实验台验证方法的可行性。实验结果表明,姿态估计误差在2°以内且没有随时间的增长而增大, 基本满足四旋翼飞行器姿态估计的实时性、廉价性、高精度等要求, 该方法可以成功应用于四旋翼飞行器的姿态控制, 抑制噪声干扰, 为稳定的自主飞行创造条件。
四旋翼飞行器 姿态估计 加速度计 陀螺仪 卡尔曼滤波 quad-rotor aircraft attitude estimation accelerometer gyroscope Kalman filter
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 中国科学院物理研究所,北京,100080
利用1 064 nm的Nd∶YAG激光抽运振荡腔内的硝酸钡晶体,获得高效率、窄脉冲的喇曼激光输出.硝酸钡晶体由水溶液降温法生长,长度为48 mm.喇曼振荡腔由对抽运光、一阶、二阶斯托克斯光有不同反射率的双色平面镜构成.当抽运光功率达到4.5 W时,获得最高的一阶斯托克斯喇曼激光功率为1.48 W,相应的转换效率为32.9%,并测得斜率效率为40%.由于受激喇曼散射的作用,喇曼脉冲光由抽运脉冲光的19.8 ns压缩为2.4 ns,获得的喇曼激光脉冲波形具有的"上升沿陡峭、下降沿缓慢"的特性,对其形成过程作了定性分析.测得喇曼激光的波长为1 198.5 nm,半峰全宽(FWHM)为1.2 nm.
受激喇曼散射 喇曼激光器 窄脉冲 硝酸钡晶体 Stimulated Raman Scattering (SRS) Raman laser Short-pulse Ba(NO3)2 crystal
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院研究生院,北京 100039
3 中国科学院物理研究所,北京 100080
橘黄色波段固体激光器在基于荧光探测的生物医学诊断和显示等众多方面有着广泛的实际应用.报道了利用532 nm的Nd∶YAG倍频激光抽运外置喇曼腔内的硝酸钡晶体,获得高效率的599 nm橘黄色喇曼激光的实验结果.对外置喇曼腔实验装置和运转参量进行了优化,喇曼振荡腔由对二阶斯托克斯光有最优化反射率的腔镜构成,对实验中所得到的二阶斯托克斯喇曼激光脉宽压缩及出现双尖峰的现象进行了分析.当抽运光功率达到4.1 W时,获得二阶斯托克斯喇曼激光功率为710 mW,输出光中心波长为599.38 nm,半峰全宽(FWHM)为1.1 nm,激光器最大光光转换效率为17.5%,斜率效率为24.8%.
受激喇曼散射 外腔喇曼激光器 二阶斯托克斯光 硝酸钡晶体 Stimulated Raman scattering (SRS) external resonator Raman laser second Stokes pulses Barium nitrate crystal
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院研究生院,北京 100039
3 中国科学院物理研究所,北京 100080
报道了利用重复频率为30 Hz,波长为532 nm的Nd:YAG倍频激光单次通过抽运硝酸钡(Ba(NO3)2)晶体(晶体由水溶液降温法生长,长度为48 mm,横截面为10 mm×10 mm),获得高效率的一阶(563 nm),二阶(599nm)和三阶(639 nm)斯托克斯光的实验结果.硝酸钡晶体沿着[110]晶轴方向切割.观测到一、二、三阶斯托克斯光呈锥形环分布,一、二、三阶斯托克斯光的散射外边缘与抽运光轴线间的夹角大小分别为1.7°,3.5°,5.0°.同时也观测到Ba(NO3)2的SRS角度分布与抽运光强度无关.定性分析认定,Ba(NO3)2的SRS角度分布主要是由相位匹配过程决定的.测得抽运光、一、二、三阶斯托克斯光的脉宽分别为11.6 ns,9.8 ns,8.4 ns和4.5 ns.当抽运光功率密度约为150W/cm2时,获得一、二、三阶斯托克斯光的最大光光转换效率,分别为33.5%,8.8%和3.4%.此外,由于晶体中的热沉积效应,观察到了Ba(NO3)2晶体的SRS转换效率饱和现象.
受激拉曼散射 脉冲压缩 角度分布 硝酸钡晶体 Stimulated Raman Scattering (SRS) Pulse compression Angular distribution Ba (N03)2 crystal
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 中国科学院物理研究所,北京,100080
由于硝酸钡晶体具有很强的对称振动(频率1 047 cm-1)和较高的拉曼增益,可以用来产生受激拉曼激光.采用单端泵浦的外置拉曼振荡腔与双棱镜分光装置进行了硝酸钡晶体拉曼激光实验,泵浦源为倍频Nd: YAG的532 nm激光,硝酸钡晶体通过水溶液降温法生长,尺寸为10 mm×10 mm×48 mm,采用特殊镀膜的腔镜对各阶斯托克斯光进行优化选择.在泵浦源达到65 mJ时,获得21 mJ一阶斯托克斯光,输出波长为563 nm,以及16 mJ的二阶斯托克斯光,输出波长为599 nm,受激拉曼散射SRS最大的整体转换效率(包含一阶、二阶斯托克斯光之和)为56.3%.
受激拉曼散射 外置拉曼振荡腔 硝酸钡晶体 斯托克斯光 Stimulated Raman scattering External Raman cavity Barium nitrate crystal Stokes laser 强激光与粒子束
2005, 17(11): 1617