1 中国科学院微电子研究所光电技术研发中心,北京 100094
2 中国科学院大学,北京 100049
3 常州大学机械与轨道交通学院,江苏 常州 213164
为提高偏振调制激光测距方法精度,针对采样信号存在波形变形问题,提出了基于改进移动最小二乘(IMLS)算法的偏振调制激光测距方法。首先,基于偏振调制测距原理分析了调制信号波形变形产生的原因和频率解算准确度对测距精度的影响;然后,提出了基于IMLS算法的偏振调制激光测距算法,搭建了偏振调制激光测距系统;最后,分析和验证了IMLS算法的权函数、影响半径等参数对测距精度的影响,并对所提算法、摇摆法、最小二乘法进行了测距精度对比分析和验证。实验结果表明:在11.94 m的被测距离下,选用正态加权函数作为权函数,形状参数为3,影响半径为500 kHz时,基于IMLS算法的偏振调制激光测距算法的误差最小,仅为0.111 mm,此方法的测距精度优于摇摆法和最小二乘法。基于IMLS算法的测距方法适用于偏振调制测距系统,可有效提升测距精度。
测量 激光测距 偏振调制 改进移动最小二乘法 极值检测 中国激光
2023, 50(14): 1404003
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 中国科学院 光电研究院 激光测量技术研究室, 北京 100094
3 华中科技大学 光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
4 中国科学院大学, 北京100049
偏振调制测距方法中, 频率测量的稳定性是影响测距精度的关键因素。为提高偏振调制测距系统中频率测量精度, 提出一种双向扫频频率测量方法。分析了偏振调制测距原理及测频精度与测距精度的关系, 探讨了频率漂移量的影响因素和频率漂移规律, 证明调制深度和热致附加相位差是影响频率漂移的重要因素。利用正向扫频和反向扫频时频率漂移方向相反的特点, 提出频率漂移误差补偿方法, 可在低调制深度条件下补偿热致附加相位差引起的频率漂移。对距离为15.23 m的目标进行测量, 频率测量标准差从3.822 9×104 Hz减小到5.807 5×103 Hz, 测距误差从7.513 7 mm减小到0.866 7 mm, 验证了该方法的有效性。
测量 绝对测距 漂移误差 误差补偿 measurement absolute distance measurement drift error error compensation
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 中国科学院光电研究院激光测量技术研究室, 北京 100094
3 中国科学院大学, 北京 100049
偏振调制测距方法利用往返调制偏振光传递待测距离相位信息,角反射器作为其合作目标,其对调制偏振光的偏振响应会影响系统性能。为研究该响应,提出调制偏振光的复信号描述方法,在测量系统的全局坐标系下,结合偏振传递参数获得反射调制偏振光的复信号表示。分析了正入射时未镀膜实心(BK7)和空心(Au膜层)角反射器对调制偏振光的偏振响应特性;比较三种常用金属膜层对调制偏振光的保偏性能,并分析角反射器姿态角对保偏特性的影响。计算结果表明:Ag膜层对调制偏振光的保偏性能优于Au膜层和Al膜层;全局坐标系下调制偏振光振幅比受偏摆角影响显著,相位延迟受俯仰角影响显著。研究结果可为偏振调制测距系统的优化设计提供理论指导。
测量 激光测距 偏振响应 调制偏振光 角反射器 中国激光
2018, 45(12): 1204005
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Laser Measurement Technology, Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, we report on a novel architecture for a self-starting mode-locked figure-eight erbium-doped fiber laser using a loss-imbalanced nonlinear optical loop mirror (NOLM) with a bidirectional output coupler. An all-polarization-maintaining structure is adopted. A 2 × 2 optical coupler with a splitting ratio of 50:50 is used at the junction to form an NOLM. Another coupler with a splitting ratio of 10:90 is introduced at one end of the fiber loop. The 10:90 coupler plays two roles: power attenuator and bidirectional output coupler. This architecture can achieve both large modulation depth and good self-starting ability simultaneously. With this architecture, the self-starting mode-locking operation is achieved easily with pump power above the threshold. The clockwise and counter-clockwise mode-locked output powers are 10.1 and 10.3 mW, respectively, with the repetition rate of 3.63 MHz. The spectral bandwidths of the clockwise and counter-clockwise mode-locked output pulses are 7.4 and 2.9 nm, and the corresponding pulse widths of the direct outputs are 530.6 fs and 1.55 ps, respectively.
140.3510 Lasers, fiber 140.4050 Mode-locked lasers Chinese Optics Letters
2018, 16(12): 121404
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130009
2 中国科学院 光电研究院, 北京 100094
3 合肥工业大学 仪器科学和光电工程学院, 安徽 合肥 230009
4 中国科学院大学, 北京 100049
考虑飞秒激光跟踪仪仪器轴系的几何误差会影响仪器的指向精度并最终影响坐标测量精度, 本文研究了激光光轴与竖轴的几何误差对仪器测量精度的影响。提出了激光光轴与竖轴的同轴度标定方法, 以降低其不重合带来的跟踪测量误差。首先, 基于几何光学原理建立了光轴与竖轴的几何误差模型, 分别分析了光轴与竖轴的倾斜与平移误差对仪器测角精度的影响。 然后, 针对设计的仪器提出了基于旋转成像原理的光轴与竖轴同轴度的检测方法, 并设计了一套同轴度检测装置。最后, 基于该检测装置, 通过调节两组双光楔完成了激光光轴与竖轴的倾斜与平移误差的标定。结果显示, 经标定校准后激光光轴与竖轴的角度误差为3.4″; 平移误差为26.1 μm, 得到的结果为仪器后续建立误差补偿模型奠定了基础。
飞秒激光跟踪仪 同轴度 旋转成像 双光楔 标定 femtosecond laser tracker coaxiality rotation imaging dual wedge calibration 光学 精密工程
2016, 24(11): 2651