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 国产机载双频激光雷达探测技术研究进展

贺岩 胡善江 陈卫标 朱小磊 王永星 杨忠 朱霞 吕德亮 俞家勇 黄田程 习小环 瞿帅 姚斌

[摘要]机载双频激光雷达探测技术利用双波长激光实现海陆一体化测绘,从1969年至今,国际上已经形成了成熟的商业产品,应用于海洋、海岸带和岛礁的探测。中国科学院上海光学精密机械研究所从1998年开始,先后研发了三代机载...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2018, 55(08):082801

 机载双频激光雷达系统设计和研制

胡善江 贺 岩 陈卫标 朱小磊 臧华国 吕德亮 田茂义 俞家勇 陶邦一 黄田程 王 成 习晓环 张晓丽 瞿 帅

[摘要]针对林业、建筑、近海、岛礁和滩涂的测绘要求, 中国科学院上海光学精密机械研究所开发了具有自主知识产权的机载双频激光雷达产品样机, 可以同时完成对陆地地形和海底地形进行测绘。该样机在三亚蜈支洲岛进行了飞行试...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(09):0930001

 基于伪随机码调制的测距通信一体化激光雷达

张宇飞 贺 岩 刘梦庚 陈卫标

[摘要]由于自主导航等领域对激光雷达的需求, 构建了基于伪随机码调制的测距、通信一体化激光雷达。该系统具有功耗低、体积小、多功能的优点。该系统采用伪随机编码的方式, 实现了测距与通信的功能复合, 采用硅光电倍增管进...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(09):0930003

 星载激光雷达望远镜主镜光机分析与优化

穆永吉 万 渊 刘继桥 侯 霞 陈卫标

[摘要]针对研制和集成完的直径为1 m的激光雷达望远镜, 介绍了望远镜主镜系统的结构设计, 并分析了主镜二级背板安装点匹配失调及主镜挠性支撑脚作用对主镜面形的影响。通过建立主镜系统的有限元模型开展光机分析, 并对分析结...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(07):0718002

 APD探测器的性能对激光雷达反演CO2浓度误差影响研究

左维康 朱亚丹 邱 敏 刘继桥 陈卫标

[摘要]星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达是全天时全球范围内探测CO2浓度的一种有效的方法, 而作为接收系统关键元件的光电探测器对激光雷达系统性能有着较大的影响。雪崩光电二极管(APD)有着较大的动态范围与高的响应度, ...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(04):0406002

 光学鉴频器的精密温控及其对测量的影响

赵存峰 毕德仓 姜丽媛 竹孝鹏 杜娟 李文冬 陈卫标

[摘要]研究了光学鉴频器的精密温控方法及其对鉴频光学谱线、鉴频误差的影响。设计了双层温控结构及电路, 采用三线制等长接法、双路电流源方向切换等方式来减小引线电阻影响, 消除了两路电流源失配。研究了基于现场可编程门...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(07):0704008

 小型化碘稳频1064 nm半导体激光器研究

杜娟 孙延光 陈迪俊 黄敏捷 杨中国 刘继桥 朱韧 侯霞 陈卫标

[摘要]传统的1064 nm稳频激光器虽然能达到很高的频率稳定度和不确定度, 但其体积比较庞大, 系统设计比较复杂。而对于一些激光频率稳定度要求不高的实际应用, 如高光谱分辨率气溶胶探测激光雷达, 系统简单与缩小体积应该是更...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(07):0701006

 星载激光雷达系统杂散光分析与抑制

穆永吉 李蕊 万渊 刘继桥 侯霞 陈卫标

[摘要]针对全球范围CO2浓度和气溶胶检测的星载激光雷达系统的可行性进行研究。由于大气后向散射信号很弱, 故星载激光雷达对杂散光很敏感。激光雷达系统由Ritchey-Chretien接收望远镜、多波段中继光学系统以及光电探测系统构...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(05):0510005

 高峰值功率窄脉宽宽温Nd∶GdVO4激光器

鲁绍文 孟洁 赵学强 施君杰 孟俊清 于真真 侯霞 陈卫标 刘源

[摘要]报道了一种可宽温稳定工作的高峰值功率亚纳秒被动调Q的Nd∶GdVO4激光器。激光振荡级采用平凹腔结构,以尾纤耦合半导体激光器端面抽运Nd∶GdVO4晶体,以Cr4+∶YAG作为可饱和吸收体进行被动调Q。在抽运吸收能量为5.9 m...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(04):0401009

 VCSEL侧面抽运的全固态激光器

陈思露 张鑫 蒋静 孟俊清 陈卫标

[摘要]研究了一种VCSEL(垂直腔表面发射激光器)侧面抽运的全固态激光器, 报道了一种可以稳定工作的紧凑型Nd∶YAG激光器。该激光器采用VCSEL阵列进行侧面抽运, 利用微透镜阵列对VCSEL阵列进行准直, 并以柱透镜将抽运光整形...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(10):1001001

 海洋激光雷达的自适应深度提取算法

刘梦庚 贺岩 陈卫标 王永星 朱霞 石先高 黄田程 张宇飞

[摘要]海洋激光雷达发射的激光脉冲在海水中传输, 脉冲波形随深度会发生展宽, 相应的雷达接收系统接收到的信号与激光发射脉冲差异会增大, 该现象会导致以发射脉冲作为匹配滤波器的固定匹配滤波方法在处理深水激光雷达回波信...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(10):1010001

 基于低密度奇偶校验码和脉冲位置调制的水下长距离光通信系统设计

米乐 胡思奇 周田华 陈卫标

[摘要]基于蒙特卡罗方法对水下激光脉冲长距离传输进行了模拟仿真。根据激光脉冲在水下的展宽情况及脉冲能量的变化规律, 系统采用波长为532 nm、单脉冲能量为1 mJ的全固态脉冲激光器作为发射光源, 采用口径为100 mm、接收视...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(10):1006002

 平面波导激光器的研究进展

陈思露 刘琪 孟俊清 陈卫标

[摘要]平面波导激光器是板条激光器与光纤激光器的良好结合体, 其结合了两者的优点且避免了各自的缺点, 极高的宽高比率使流经工作区的一维梯度热流控制了热透镜效应, 同时对横向光束质量具有良好的控制; 通过增加工作区的宽...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(05):050004

 适于空间应用的高重复频率窄脉冲电光调Q激光器

刘琪 孟俊清 祖继锋 蒋静 陈思露 陈卫标

[摘要]给出了一种适用于空间应用的全固态高重复频率窄脉冲激光器。激光器采用超稳双porro棱镜直线谐振腔, 以LD侧面抽运Nd∶YAG板条, 磷酸氧钛铷(RTP)晶体作为电光调Q开关, 并利用偏振耦合输出激光。实现了激光脉冲重复频率...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(06):0601005

 单频纳秒脉冲激光中心频率实时监测技术

陈 晓 谢小兵 谢 伟 李世光 马秀华 朱小磊 刘继桥 陈卫标

[摘要]基于光学外差法, 设计并搭建了一套脉冲激光中心频率实时监测系统。频率特性已知的连续光经移频后与待测的单频纳秒脉冲光发生拍频, 用光电探测器和数据采集卡记录合成光强信号, 分析拍频信号的频谱, 即可获取待测光的...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(11):1101003

 海洋激光雷达水体光学特性参数反演模型对比及分析

李晓龙 陈永华 于 非 姜静波 贺 岩 陈卫标 李 杰

[摘要]激光雷达回波中的多次散射量决定了衰减系数KLidar, 从而对水体光学特性参数的反演产生影响。目前的海洋激光雷达理论中, 均以Walker-McLean模型和多次前向-单次后向散射模型的公式形式表示多次散射分量。根据水下激光...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(10):1001005

 基于LDPC和PPM的水下光通信性能分析

杜劲松 周田华 陈卫标 胡芳仁

[摘要]在水下光通信中, 信号在海水信道中衰减极大, 严重影响通信系统的可靠性, 因此必须采用优秀的纠错码来降低数据传输的误码率。将低密度奇偶校验码(LDPC)与脉冲位置调制(PPM)相结合, 建立水下光通信系统模型, 在原有的P...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2016, 53(12):120605

 机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析

史成龙 刘继桥 毕德仓 李世光 刘 丹 陈卫标

[摘要]差分吸收激光雷达是高精度测量大范围二氧化碳浓度的有效手段。研究了机载路径积分差分吸收激光雷达测量二氧化碳柱线浓度的主要误差项, 分析了这些误差项导致的二氧化碳柱线浓度反演误差。介绍了机载差分吸收激光雷达...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(05):0530001

 被动调Q激光器中的纵模自然选择分析

陈苏园 杨海龙 王明建 张鑫 蒋静 孟俊清 陈卫标

[摘要]提出了被动调Q激光器谐振腔中的相邻两个纵模之间的建立时间之差的解析表达式,并给出了可以有效预测小增益以及初始反转粒子数比阈值粒子数大若干倍情况下单频激光运转的概率的方法。为了证实理论预测,采用腔长11 cm...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(08):0801006

 基于激光章动的空间光到单模光纤的耦合方法

高建秋 孙建锋 李佳蔚 朱韧 侯培培 陈卫标

[摘要]基于模场匹配原理,分析了耦合效率与抖动幅度、艾里斑半径和单模光纤模场半径比值的关系。为了减小随机角抖动对耦合效率的影响,提出了基于激光章动的空间光到单模光纤的自动耦合方案,利用数据采集卡算出脱靶量并输...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(08):0801001

 星地相干光通信中的自适应光学系统带宽研究

李佳蔚 陈卫标

[摘要]针对星地相干激光通信,研究了自适应光学的系统带宽对通信性能的影响。对于特定校正阶数的自适应光学系统,得到了系统需求的控制带宽,并对比了同步轨道(GEO)卫星对地链路和低地轨道(LEO)卫星对地链路。结果显示低轨...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(08):0806003

 基于RTP相位调制器的900 Hz单频脉冲Nd:YAG激光器

张俊旋 朱小磊 臧华国 陈卫标

[摘要]报道了半导体激光器双端面抽运单频调Q Nd:YAG激光器。采用磷酸钛氧铷(RTP)电光晶体作为腔内相位调制器主动调谐腔长,实现单频种子注入,获得稳定的单纵模输出。采用另外一对RTP电光晶体作为调Q开关,在900 Hz重复频...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(06):0601004

 基于光子计数技术的远程测距激光雷达

罗远 贺岩 耿立明 王明建 雷琳君 吴姚芳 胡善江 侯霞 陈卫标

[摘要]100 km远距离测距的激光雷达,由于作用距离远,多采用低重复频率、高能量激光器配合大口径望远镜实现远程激光测距,导致系统存在体积大、重量大、功耗高等缺点。基于光子计数技术的激光测距雷达具有灵敏度高的特点,...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(05):0514001

 全光纤化高效率、窄线宽光纤激光器实现2.5 kW近衍射极限输出

杨依枫 沈辉 陈晓龙 全昭 郑也 刘广柏 漆云凤 何兵 周军 陈卫标

[摘要]

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(04):0419004

 基于Fizeau 干涉仪的大气多普勒频移检测技术

王亚慧 刘继桥 陈卫标 毕德仓

[摘要]研究了基于激光条纹成像的风速测量技术,根据Fizeau干涉仪透射率函数和大气中的分子散射光谱特征对其优化设计,得到了一套基于任意光束入射的Fizeau干涉仪的系统参数。优化设计结果为Fizeau干涉仪腔长12 mm,平板反射...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(03):0308005

 2.05 μm单谐振纳秒脉冲光参量振荡器特性研究

谢小兵 李世光 朱小磊 张俊旋 董怡静 陈卫标

[摘要]报道了1064 nm单频激光抽运的KTP晶体外腔单谐振光参量振荡器(OPO),获得了波长为2.05 μm的纳秒激光脉冲输出。在平-平腔中,将2块II类相位匹配KTP晶体按走离补偿方式放置,在400 Hz重复频率下,抽运单脉冲能量达到5 ...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(12):1208002

 水下激光通信最大比合并分集接收性能分析及仿真

胡思奇 周田华 *陈卫标

[摘要]受海水吸收和散射的影响,长距离水下通信时信号幅度下降,信噪比(SNR)降低,最终导致水下激光通信系统的误码率(BER)提升,最远通信距离受限。为此,提出将最大比合并(MRC)分集接收技术应用于水下激光通信系统。分...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(12):1206003

 人眼安全高重频窄脉宽单模全光纤激光器特性研究

张 鑫 刘 源 贺 岩 杨 燕 侯 霞 陈卫标

[摘要]介绍了基于主振荡功率放大结构的人眼安全全光纤激光器。首先对比了电光调制及直接调制产生的种子激光在百kHz重复频率、纳秒级脉冲宽度的激光放大器中优缺点,综合系统需求选择直接调制方式;之后对窄脉冲单模放大中出...

 PDF全文红外与激光工程 | 2015, 44(04):1105

 传导冷却结构紧凑型高峰值功率纳秒级激光器

谢银 孟俊清 祖继峰 陈卫标

[摘要]报道了一种基于被动调Q Nd∶YAG 微片结构的主振荡功率放大和Nd∶YVO4板条多程放大的激光器。主振荡级采用Nd∶YAG/Cr4+∶YAG 被动调Q 微片激光器,在重复频率为1 kHz时,输出单脉冲能量为82 μJ 、脉冲宽度为1 ns的近...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(09):0902005

 全光纤相干多普勒激光雷达非线性最小二乘风速反演方法及实验研究

刁伟峰 刘继桥 竹孝鹏 刘源 张鑫 陈卫标

[摘要]研制了一套人眼安全的全光纤相干多普勒激光测风雷达系统。系统采用1550 nm 全光纤单频保偏激光器作为激光发射光源,激光器单脉冲能量0.2 mJ,重复频率10 kHz,脉冲半高全宽400 ns,线宽小于1 MHz。激光雷达接收望远镜...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(09):0914003

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