作者单位
摘要
1 海军工程大学 电子工程学院, 武汉 430034
2 海军航空大学 青岛校区, 山东 青岛 266041
3 哈尔滨工程大学 船舶工程学院, 哈尔滨 150000
在实际舰船尾流激光探测过程中,激光探测系统与目标气泡层之间会存在杂质(气泡群、悬浮粒子),导致气泡回波信号信噪比降低。为了提高实际舰船尾流探测的信噪比,采用蒙特卡洛方法,仿真模拟了不同气泡层特性遮挡的情况,通过改变遮挡气泡层的厚度、数密度来探究其对目标气泡回波特性的影响,仿真得到: 当遮挡气泡层存在时,回波信号会明显降低,且降低趋势随着遮挡气泡层厚度和数密度的增加而更为剧烈。搭建了实验室条件下的模拟舰船尾流激光探测系统,对不同气泡层特性遮挡的情况进行了验证,得到了遮挡效应会随着气泡层的厚度、数密度增大而不断变强的变化规律。对测试数据进行归一化处理,实现了仿真与实验的相互验证,可为舰船尾流激光探测工程化提供支撑。
舰船尾流 激光探测 复杂气泡场 ship wake laser detection complex bubble field 
半导体光电
2023, 44(5): 741
作者单位
摘要
军事医学研究院 辐射医学研究所,北京 100850
设计研制智能型多功能激光防护镜与自动探测告警一体化复合装置,主要用于各类激光辐射人眼损伤的防护和预警。对防护镜和探测告警系统及智能化复合防护技术进行研究和性能测试,利用防护镜与告警装置的信号互联和联动作用,使防护镜双镜复合,并发出告警信号。结果表明,当激光防护告警复合装置探测到激光入侵时均能以不同方式发出各种告警信号和复合防护响应,包括不同颜色灯光闪烁、音响和振动告警,驱使两个防护镜单元镜组复合,对532 nm、1 064 nm、470 nm、808 nm和700~2 000 nm特定波长激光和超连续谱激光进行有效防护,可通过无线信号互联实现集群联动告警和防护。该激光防护镜与探测告警复合装置具有智能化、模块化、多功能集成的特点,各项性能符合设计要求。
激光防护镜 激光探测告警 复合防护装置 信号互联和集群联动 超连续谱激光 laser protective goggles laser detection alarm composite protection device signal interconnection and cluster linkage supercontinuum laser 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 099001
蒋衍 1,2朱精果 1,*刘汝卿 1李锋 1[ ... ]王宇 1
作者单位
摘要
1 中国科学院微电子研究所,北京 100029
2 中国科学院大学,北京 100049
在脉冲激光探测中,常采用峰值检测电路获取强度信息。当激光通过部分反射或部分遮挡的空间多层物体时,会产生多个回波。传统峰值检测电路无法准确探测多回波峰值。因此,基于脉冲多回波峰值检测原理,设计了一种具有高集成度的新型脉冲多回波峰值检测电路芯片。该芯片以两级峰值采样保持电路结构为基础,通过采用交织采样和多路复用技术优化了电路结构,实现了对多回波信号的峰值检测。芯片采用CMOS 0.18 μm工艺设计,面积约为2.6 mm×0.48 mm,测试结果表明,所设计的芯片能够有效检测幅值范围50~500 mV、脉宽5 ns的多回波信号,峰值输出电压的最大误差为4.8%,通道间的输出电压最大相对偏差为5.7%,具有更精细的多回波探测能力,可集成应用于脉冲激光探测系统。
激光探测 峰值保持电路 多回波 峰值检测 laser detection peak-holding circuit multi-echo peak detection 
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220625
作者单位
摘要
海军工程大学 电子工程学院,湖北 武汉 430034
舰船尾流激光探测跟踪是水下航行器对舰船进行探测、识别、跟踪的新手段。论文基于舰船尾流分布特性、气泡目标特性,采用蒙特卡洛仿真方法,实现了多尺度、宽数密度、大厚度舰船尾流气泡群的后向散射回波信号特性仿真,得到了水下航行器载激光探测系统在搜索、跟踪阶段信号的变化趋势,以及不同目标舰船的激光后向回波信号变化强度,可有效模拟激光探测系统对舰船尾流目标特性的真实跟踪状态。对于大型船只,当激光探测系统位于尾流之下时,航行器距舰船目标越近,尾流气泡激光回波越强,脉冲宽度展宽幅度越大;当激光探测系统位于尾流之中时,航行器距舰船目标越近,尾流气泡激光回波越弱,脉冲宽度变窄幅度越大。探测系统位于尾流之下时与探测系统位于尾流之中时,信号变化相反。小型船只信号变化趋势基本与大型船只保持一致,但尾流激光探测回波强度变低。开展了湖泊环境下船舶尾流激光探测跟踪试验,当探测系统在尾流之下时,大型船只尾流激光回波信号信噪比高,小型船只尾流激光难以检测。探测系统位于尾流之中时,大小船只尾流激光探测系统都可实现有效探测。论文可为舰船尾流探测实际工程应用提供支撑。
舰船尾流 激光探测 目标跟踪 蒙特卡洛 湖泊试验 仿真模拟 ship wake laser detection target tracking Monte Carlo lake experiment simulation 
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220507
作者单位
摘要
同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所,先进微结构材料教育部重点实验室,上海市数字光学前沿科学研究基地,上海市全光谱高性能光学薄膜器件与 应用专业技术服务平台,上海200092
面向激光探测需求,创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法,建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法,形成了透射光学系统定心装调、反射光学系统的高精度集成装配流程和技术,配备了光学系统波前和成像性能检测仪器,支撑了多种复杂功能的精密光机系统的研制。本文全面梳理了同济大学面向激光探测需求的精密光机系统和仪器研制方面的科研工作,针对我国“星光III”强激光装置的探测需求,研制了首套联合视频合成孔径雷达和扫描光学高温计的主被动复合诊断装置和辐射高温光学测量系统,共同为“星光III”开展超高压物态方程实验提供了技术支撑与诊断测试手段。面向海环境下目标与环境激光散射特性的测量需求,研制了发散光激光雷达散射截面测量装置和双功能平行光LRCS激光测量装置,实现了模拟海环境下标准散射体与海环境的激光散射特性的精确测量,为超低空激光雷达研制提供了数学模型和实验数据。
激光探测 光学系统 光机设计 装配集成 视频合成孔径雷达 扫描光学高温计 激光雷达散射截面测量 optical system optical mechanical design assembly and integration high power laser device video synthetic aperture radar (VISAR) scanning optical pyrometer (SOP) marine environment laser radar cross section (LRCS) measurement 
光学 精密工程
2022, 30(21): 2737
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学微电子学院,北京 100049
激光探测系统连接的功能模块能否正常工作,由探测系统对探测目标的识别能力决定。针对实验室条件下高速交会的目标回波信号的模拟,提出了脉宽-强度调制方式。该方式通过控制输入脉冲信号的脉宽改变输出光脉冲的峰值,可用于模拟回波信号的脉冲峰值变化。设计了电路实现形式,采用该电路驱动860 nm半导体激光器并进行测试。测试结果表明,脉宽为8~16 ns的输入脉冲信号对应峰值功率为3.7~8.3 W的输出光脉冲信号。将脉宽-强度调制模块作为基本的物理实现单元,提出了回波信号的高阶模拟方案,模拟目标回波信号更多的信息。该调制方式原理简单、电路实现容易且成本低,为激光探测系统的目标识别功能的设计与检验提供新的方向。
激光器 半导体激光器 激光探测 回波模拟 信号调制 驱动电路 
光学学报
2022, 42(14): 1414001
陶江 1†曹云峰 1,*†丁萌 2
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学航天学院,江苏 南京 211106
2 南京航空航天大学民航学院,江苏 南京 211106
随着空间发射活动的愈加频繁,空间碎片数量急剧增长,严重威胁在轨运行航天器的安全。空间碎片检测是建立空间碎片环境模型的基础,是空间碎片碰撞规避机动的前提,是空间碎片清除任务的先决条件,因此空间碎片检测对维护空间活动安全和空间的可持续性利用具有重要意义。首先综述了现有的地基、天基空间碎片探测系统,对它们的关键问题进行了分析;总结了基于光学、雷达、激光等探测设备的空间碎片检测技术,并对其中的难点和关键技术进行了介绍;最后探讨了空间碎片检测技术的发展趋势。
检测 空间碎片 图像检测 雷达探测 激光探测 
激光与光电子学进展
2022, 59(14): 1415010
作者单位
摘要
武汉大学 电子信息学院, 武汉 430072
设计了一种具有升压和自动温度漂移补偿功能的雪崩光电二极管(APD)偏置电压模块, 该模块包含正反馈振荡器、高频全波整流电路和温度补偿器。正反馈振荡器实现DC/AC的变换, 并通过变压器进行电压放大; 高频全波整流电路通过AC/DC变换输出直流高压; 温度补偿器通过模拟温度传感器自动补偿APD的温度漂移。该模块大小为1.7cm×2.7cm, 最大功耗为100mW, 输出电压在0~372V连续可调, 且最大纹波不超过0.004%, 通过对模块中元器件参数的调整, 能够对任意型号的APD进行电压偏置和温度补偿, 偏置电压最大偏差不超过0.005%。
激光探测 雪崩光电二极管 温度补偿 升压 laser detection APD temperature compensation boost 
半导体光电
2021, 42(4): 556
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南 郑州 450047
以空间攻防为应用背景,深入研究了主被动天基激光探测技术,简述了国内外在天基平台进行激光雷达和激光告警研究的相关情况。在此基础上,开展了基于天基平台的主被动激光探测技术架构设计,论述了各组成部分及其作用,并对涉及的激光收发、光束扫描及激光告警等关键技术进行了深入分析。
空间攻防 主被动 激光探测 space attack and defense active and passive laser detection 
应用光学
2021, 42(3): 550
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
对于脉冲激光探测系统而言,现有的峰值提取方法只能检测线性区的不饱和波形,而无法检测非线性区的饱和波形。基于脉宽分析的方法可以检测一定范围内的饱和波形,但模型复杂,拟合难度大,导致系统的检测范围受限。针对激光定位系统在非线性区检测困难的问题,本文建立了一种基于后向传播神经网络算法的能量响应模型,用于检测线性区及非线性区的波形,最后通过实验验证了模型对非线性区波形反演拟合的效果。实验结果表明:本模型可以通过反演拟合得到入射光强,且其与实际入射光强的最大相对误差仅为3.79%,其检测范围为峰值提取法的10.25倍,模型简单且误差小。所提模型可用于实现对非线性区脉冲激光的检测,也可用于提高基于四象限探测器的脉冲激光探测定位系统的动态范围和检测能力。
激光光学 脉冲激光探测 后向传播神经网络 能量反演 
光学学报
2021, 41(6): 0620001

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