中国电子科技集团公司 第三十四研究所, 广西 桂林 541004
美国航空航天局(NASA)激光通信中继演示(LCRD)项目是美国第一个长周期卫星激光中继演示项目, 是美国对其下一代卫星中继系统的一种探索。为了便于研究卫星激光中继新技术, 对LCRD项目的背景、现状以及后续发展情况进行了详细阐述, 并给出一系列具体技术指标。
激光通信中继演示 激光通信 卫星中继 laser communications relay demonstration laser communication satellite relay
1 中国科学院 电子学研究所，北京 100190
2 中国科学院大学，北京 100049
3 北京卫星信息工程研究所 天地一体化信息技术国家重点实验室，北京 100086
本文针对差分合成孔径激光雷达(DSAL)未来应用场景具有回波信号微弱、平台与目标之间存在运动误差的特点，在微弱回波条件下进行了随机活塞运动目标的DSAL成像演示实验。采用波长为1 550 nm的激光源，搭建了DSAL成像系统，接收孔径间距为188 μm，目标距离为2.4 m。通过在发射端加入偏振片对发射功率进行衰减，并利用步进线性平移台给目标到雷达之间的光程引入随机活塞运动误差。在激光发射功率约为50 nW和20 nW的情况下，对光程变化在［-5 μm, 5 μm］的随机活塞运动目标进行DSAL成像实验，此时合成孔径激光雷达(SAL)图像由于随机相位误差而完全散焦，DSAL图像则聚焦良好。实验结果表明，在微弱回波条件下，DSAL系统仍能较好地消除相位误差，实现稳定成像。
激光雷达 差分合成孔径 实验演示 微弱回波 随机活塞运动 ladar differential synthetic aperture experimental demonstration weak echo random piston motion
北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室, 北京 100192
大中型会议中心在多投影仪屏幕的演示过程中, 由于主次屏幕间缺乏联系, 主屏幕的激光笔光点无法显示在次屏幕, 演示效果不佳。因此, 提出了一种基于摄像机的多投影屏幕激光笔跟随演示方法, 通过摄像机建立主投影区域和计算机显示器之间的联系, 实现激光笔光点从主投影区域变换到计算机显示器, 从而控制光标移动, 使得次投影屏幕也有计算机光标跟随演示的效果。主要步骤包括: 基于单色投影标定主投影区域相对计算机显示器的射影变换矩阵H; 利用实时采集的主屏幕图像提取激光笔光点; 基于射影变换矩阵H计算激光笔光点在计算机显示器的坐标, 并控制计算机光标跟随到达指示位置。实验表明该跟随演示方法在计算机显示器上的横向和纵向跟随误差都在5个像素之内, 可以在次屏幕中很好地跟踪激光笔光点位置, 达到既解放演讲空间, 又能与全体观众沟通的目的。
多投影 摄像机 演示 multiple projection-screen camera demonstration
针对空间面目标的高精度跟踪问题，提出一种面目标高精度跟踪方法，该方法利用SWAD模板匹配算法和亚像素拟合算法提取目标精确的位置信息，并在跟踪过程中对模板进行实时更新。对传统的无限冲击响应滤波模板更新方法进行了改进，提出一种变系数模板更新方法，该方法计算量小，不需要经过复杂的置信度判断，模板更新系数由当前模板图像和当前最佳匹配区域图像的灰度值决定；利用不同亮度的目标，以及对目标图像进行尺度变换模拟姿态变化的目标，比较了该模板更新算法和传统算法的匹配误差，结果表明：该算法能够更好地适应目标姿态的变化；最后通过平行光管和靶标板模拟远场非合作目标，搭建了室内演示试验，证明了利用模板匹配进行高精度目标跟踪的可行性。
图像处理 高精度跟踪 SWAD算法 变系数模板更新 演示实验 image processing high-precision tracking SWAD algorithm variable coefficient template updating demonstration experiment 红外与激光工程
2016, 45(2): 0228002
1 上海幻维数码创意科技有限公司，上海 200072
2 上海市激光技术研究所，上海 200233
3 激光创意产业专业技术服务平台，上海 200233
4 上海市激光束精细加工重点实验室，上海 200233
以上海自然博物馆多媒体项目设计为切入点，通过对承载自然博物馆多媒体文化景观的建筑和空间特点的分析，结合多媒体秀主题表达、故事演绎、画面色彩还原度、画面精度等方面的要求，采用工业级投影影像媒介技术、结合全彩大功率激光演示技术等多源数字成像展示手法的融合与创新，在集中控制系统的统筹运行下，影像与激光动画有机结合，优势互补、相互烘托，使整体系统呈现出全新的画面效果。
投影 激光演示 融合 几何校正 色彩校正 图像拼接 projection laser uniting geometry alignment color correction image stitching
哈尔滨工业大学空间光通信技术研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150080
2013年9月6日，美国宇航局(NASA)发射了月球大气与尘埃环境探测器(LADEE)飞船。针对LADEE 上进行的月球激光通信演示验证(LLCD)，从终端设计方面进行综述。LLCD 系统主要包括一个安装在LADEE 上的太空终端、三个地面终端以及一个协调该演示验证的地面运行中心，其中太空终端主要与一个多孔径望远镜阵列地面终端完成最高数据率为622 Mb/s 的下行链路以及最高数据率为20 Mb/s 的上行链路。考虑到该地面终端所在地的天气因素，又选择了两个备用地面终端，用来提供地理多样性，支持该演示验证。
光通信 月球激光通信演示验证 惯性稳定 多孔径光子计数接收机 激光与光电子学进展
2014, 51(5): 050003
哈尔滨工业大学空间光通信技术研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对2013 年9 月6 日美国宇航局(NASA)发射的月球大气与尘埃环境探测器飞船上进行的月球激光通信演示验证(LLCD)，从实验设计和后续发展方面进行综述。实验中，飞船上的LLCD 太空终端与主要的月球激光通信地面终端或与欧洲空间局的月球激光通信地面系统完成双向通信，而与美国喷气推进实验室的月球激光通信“光通信望远镜实验室”(OCTL)终端仅进行下行链路通信。LLCD 系统还进行了优于厘米精度测距的双向飞行时间测量。未来NASA 的激光通信中继演示验证任务将基于LLCD 系统的相关设计。最后对LLCD 的启示进行了讨论。
光通信 月球激光通信演示验证 激光通信 飞行时间测量 激光通信中继验证 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 040004
1 中国科学院电子学研究所，北京100190
2 中国科学院大学，北京100049
报道了一个采用单程远场衍射照明的合成孔径激光雷达成像实验室演示实验.采用1 550 nm光纤激光，在目标距离约2.4 m的位置上，实现了良好聚焦的SAL成像，图像方位向分辨率约560 μm，距离向分辨率170 μm.聚焦图像的形成只应用了基本SAL成像理论，无需辅助相位自聚焦(PGA)技术.详细的实验图像展示了典型的SAL成像两步聚焦过程和图像的高分辨率.
合成孔径激光雷达 实验室演示 远场衍射 synthetic aperture ladar laboratory demonstration far-field diffraction
报告了一个用于低频射频天线网络LOFAR的160 Gbit/s 演示平台.文章介绍了LOFAR网络结构以及用于LOFAR长臂的OTDM/WDM系统结构,回顾并探讨了用于实现160 Gbit/s系统的关键技术,并介绍了实验室中实现该160 Gbit/s OTDM/WDM演示平台所采用的技术方案.出于经济性考虑,所有的关键系统功能都采用自己搭建方案.
光通信 光时分复用/波分复用演示平台 LOFAR网 160Gbit/s光传输 Optical communications Optical time division multiplexing (OTDM)/waveleng LOFAR network 160 Gbit/s optical transmission
