1 四川大学 电子信息学院，四川 成都 610065
2 西南技术物理研究所，四川 成都 610041
在面阵扫描成像激光雷达中，阵列光束照明与棱镜扫描相结合实现了高能量利用率、高分辨率和宽探测视场，但阵列子光束倾斜入射棱镜，破坏了光束传输的旋转对称性，棱镜对子光束偏转能力存在差异，规则光束阵列产生了形状畸变，导致光束指向误差，影响点云位置精度。首先，将阵列光束与棱镜结合的圆锥扫描方式分解为多角度入射多波束并行扫描，通过所有子光束的传输特征来综合表征阵列光束传输特征；然后，采用三维矢量光学方法推导了阵列光束在棱镜中的传输过程，建立了子光束指向变化与棱镜扫描角度的关系；最后，通过对机载激光雷达棱镜扫描成像过程的数值仿真，建立了光束指向变化与点云数据质量的联系。仿真结果表明：阵列光束(3×3)棱镜扫描系统在航高0.5 km时，光束阵列畸变导致平面误差RMS约为5 cm，并随航高呈线性变化；斜率约为0.1 m/km，并随着阵列光束规模和子光束角间距增加点云平面精度随之下降。通过对棱镜扫描过程中光束阵列畸变规律掌握，为后续机载飞行试验数据的校正、阵列光束结合多棱镜扫描系统的设计提供了基础。
机载激光成像雷达 阵列光束 棱镜扫描 指向误差 点云精度 airborne imaging lidar array beam prism scanning pointing error point cloud accuracy 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220689
为了获得目标区域的高精度3-D距离图像, 采用自研带读出电路的雪崩光电二极管(APD)面阵探测器组件, 研制了一台非扫描激光主动成像雷达。雷达采用波长1.064μm脉冲激光泛光照射目标区域, APD面阵探测器组件接收目标漫反射激光回波信号, 经信息处理获得目标区域3-D距离图像, 对典型目标开展了3-D成像实验研究。结果表明, 所研制的非扫描激光主动成像雷达可获得较好的目标区域3-D距离图像, 成像距离达1.2km, 距离分辨率为0.45m, 成像帧频为20Hz。基于APD面阵探测器组件的非扫描激光主动成像雷达技术取得突破。
成像系统 非扫描激光成像雷达 雪崩光电二极管面阵探测器 3维距离图像 imaging system non-scanning imaging lidar avalanche photodiode planar array detector 3-D range image
基于三维激光成像雷达成像性能的需求,设计了一款应用于其发射系统的半导体激光器脉冲驱动电源。在对驱动电路模型理论分析的基础上,选取了RF高速功率开关,并运用PSPICE工具对驱动电路进行了仿真分析,设计出了一款峰值电流可达30 A,上升沿小于2 ns,脉宽小于6 ns,重复频率15 kHz的LD脉冲驱动电源。该设计满足激光成像雷达发射系统的技术指标要求。
半导体激光器 脉冲驱动 大电流 窄脉宽 上升沿 LD pulsed driving high-peak narrow pulse rising edge
为了分析喷流冷却技术对薄片激光器的冷却效果，从湍流换热理论出发，定义了评定喷流冷却换热能力和冷却均匀性的两个参数: 面均对流换热系数和平均最大温差。利用ANSYS CFX流体力学仿真软件，建立喷流冷却的物理模型，对多种喷板结构进行求解计算。设计加工了整套喷流冷却实验装置，并进行了模拟热源喷流冷却实验。分析结果表明，喷流冷却换热能力和冷却均匀性主要受喷板结构参数的影响，仿真计算结果可以定性地指导喷板结构参数的优化设计。
薄片激光器 喷流冷却 对流换热系数 湍流仿真 disk laser jet cooling heat transfer coefficient turbulence simulation 强激光与粒子束
2014, 26(1): 011003
针对采用盖革模式雪崩光电二极管(Gm-APD)作为探测器的成像激光雷达,介绍了其测距原理及3D成像原理,并对如何提高其探测性能的方法进行了分析。以分析Gm-APD触发信号的统计特性为基础,对出现在距离门内不同位置目标的探测概率和虚警概率进行了研究与仿真,结果表明,目标处在距离门最前面时,探测概率受噪声水平影响最小,虚警概率受信号强度影响最大;目标靠近距离门中间位置时,探测概率随噪声水平增大下降缓慢,虚警概率随信号强度增大下降缓慢;目标处在距离门末尾时探测概率受噪声水平影响最大,而虚警概率几乎与回波信号强度无关。
成像激光雷达 探测特性 泊松统计 探测概率 imaging lidar detection performance poisson statistics detection probability
1 云南大学 信息学院无线创新实验室, 昆明 650091
2 云南省无线电监测中心, 昆明 650228
基于二维LC网络, 设计了一种零电磁材料聚焦器, 导出了该器件等效节点电压分布矩阵, 研究了聚焦区域为三角形、四边形、六边形、八边形的电磁聚焦器, 并在此基础上仿真了形状和尺寸对其聚焦特性的影响。结果表明：当聚焦区域小于两倍波长时, 该器件的特性与聚焦区域的形状无关；当聚焦区域逐渐增大时, 焦点的能量也随之增强；当聚焦区域大于两倍波长时, 主焦点逐渐消失, 同时将产生多个副焦点。
电磁聚焦器 LC网络 零电磁材料 聚焦特性 electromagnetic focuser LC network zero-electric and zero-magnetic material focusing characteristics 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2741
光学相控阵技术是一种新型光束偏转及扫描技术，介绍了光学相控阵技术光束电扫描的原理，分析了光学相控阵主要参数及高斯光束替代平行光束入射对偏转效果的影响，研究了三种利用光学相控阵实现多光束扫描的方法。研究结果表明，为了提高光束质量应尽量减小单元周期，增大光学相控阵尺寸和填充率，但减小周期并不能完全抑制栅瓣，而高斯光束取代平行光束入射仅影响偏转光束的角宽度，所研究的三种多光束扫描方法均有效，三种方法各有优缺点。
文字间用 号隔开空半格光学相控阵 光束扫描 高斯光束 多光束扫描 optical phased array beam steering Gauss beam multi-beam scanning
为了消除热致退偏对激光输出的影响，分析了重频固体激光器中热致退偏产生的原因，采用了一种新型的、能有效补偿腔内热致退偏效应的腔型。由结果可知，重复频率从20Hz增大到50Hz时，输出激光光斑无明显变化，无畸变，激光输出能量未降低；在50Hz时注入9．6J，其动态输出111．24mJ的1064nm激光，电光效率为1．16%，输出稳定度达±1．85%。结果表明，该腔型对热致退偏有很好的补偿作用。
激光器 退偏补偿 热效应 Nd∶YAG激光器 lasers depolarization losses compensate thermal effect Nd∶YAG lasers
1 西南技术物理研究所，成都 610041
2 西北核技术研究所，西安 710024
为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性，采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用，测试了相应的电离击穿阈值；尝试建立了连续的激光等离子体电离通道，并进行了激光等离子体通道直流电传输实验，得到的数据显示，在180mJ单脉冲能量作用下，连续闪光柱长度8mm，可导电区长度约20mm。结果表明，纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。
激光物理 激光等离子体 等离子体导电实验 紫外激光空气电离 laser physics laser plasma plasma conducting experiment air ionization with ultraviolet laser
1 四川大学电子信息学院，四川 成都 610064
2 西南物理技术研究所，四川 成都 610041
对不同反射率和注入电流下885nm LD高重频侧面泵浦Nd∶YAG全固态激光器的输出特性进行了实验研究，实验表明1064nm激光脉冲输出能量随注入电流的增加而增大，泵浦频率越高，脉冲输出能量增长越慢。以脉冲侧面泵浦Nd∶YAG，在重复频率为60Hz、80Hz，注入电流为130A时，得到了输出透镜的最佳反射率都为73%，输出脉冲能量分别为62．1mJ，47．9mJ，光－光效率分别为13．2%、10．2%。
激光器 高重频侧面泵浦 热助推 全固态激光器 laser high-frequency side-pumped thermally boosting all-solid-state laser
