1 国防科技大学 电子对抗学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
2 国防科技大学 电子对抗学院 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
3 电磁空间安全全国重点实验室，天津 300308
4 北京航天控制仪器研究所，北京 100094
研究中红外波段激光对CMOS图像传感器的辐照效应，对探索空间态势感知系统光学成像器件的激光干扰和损伤条件具有重要**意义。开展了不同重频下2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的干扰与损伤实验。观察到CMOS图像传感器的饱和、过饱和以及损伤产生的绿屏、彩色条纹、黑屏、亮线等一系列干扰损伤现象。同时测量了传感器各种辐照现象相对应的2.79 μm中红外激光干扰损伤阈值，研究了图像传感器辐照效应与激光重频之间的内在关系，分析了2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的干扰损伤机理。研究表明，CMOS图像传感器的激光损伤主要以材料的热熔融为主，热效应明显。在激光重频10 Hz的辐照下，饱和干扰阈值为0.44 J/cm2、过饱和阈值为0.97 J/cm2、损伤阈值为203.71 J/cm2。研究表明CMOS图像传感器具有很好的抗干扰和抗损伤能力，实验测得的相关阈值数据在空间激光攻防领域具有重要的参考价值。
中红外激光 辐照效应 CMOS图像传感器 损伤阈值 mid-infrared laser irradiation effect CMOS image sensor damage threshold 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230168
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
2 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037
受光子探测概率和探测器死时间的影响，多次累积得到的光子探测概率分布信号相对于真实目标回波信号往往会产生畸变，影响准确目标信息的提取。为此开展低信噪比条件下光子探测回波信息恢复方法研究，基于光子探测回波模型，提出基于局部退火的目标回波粒子群优化算法。仿真结果表明，不同信噪比条件下目标回波信号恢复性能的稳定性较好，在仿真条件下，算法得到的回波信号与真实回波信号的差异度控制在0.005以下，测距误差保持在3.4 cm以下。实验结果表明，该算法也能较好地恢复纵深目标信息，得到的目标纵深距离信息误差为3.45 cm。
遥感 光子探测 信息恢复 波形畸变 测距误差 目标回波 中国激光
2023, 50(10): 1010002
胡以华 1,2,3,*张鑫源 1,2,3韩飞 1,2,3王一程 1,2,3[ ... ]侯阿慧 1,2,3
1 国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
2 国防科技大学电子对抗学院先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
3 国防科技大学电子对抗学院电子制约技术安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037
1 国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
2 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
光子计数激光雷达数据中噪声点云过多的问题严重制约了光子雷达的实际应用，为了解决该问题，针对推扫式光子雷达探测体制和光子点云数据分布的特点，提出一种去噪方法。首先根据点云数据集的空间分布设定密度阈值进行粗去噪；然后计算探测激光束的斜率，将剩余数据划分成不同区间，再结合最大密度点设定距离阈值，对各区间进行进一步去噪；最后针对部分区间使用统计滤波进行最终去噪。实验结果显示，所提方法对试验区目标点云的识别率达98.2%，去噪率达93.8%，可以有效地去除光子数据中的噪声点云，较为完整地保留信号点云。
图像处理 激光技术 光子雷达 去噪 统计滤波 推扫式 激光与光电子学进展
2022, 59(12): 1210007
光子学报
2021, 50(12): 1228001
1 国防科技大学 电子对抗学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
2 国防科技大学 电子对抗学院 先进激光技术安徽省实验室, 合肥 230037
为了解决光子计数激光雷达探测数据中噪声点云过多的问题, 采用结合基于密度的噪声空间聚类应用算法(DBSCAN)和统计滤波算法的单光子点云去噪方法, 以美国国家航空航天局提供的多波束试验激光雷达实际飞行数据为实验数据, 通过k维树求取点云密度进行粗去噪, 然后运用改进DBSCAN算法和统计滤波算法进行精去噪, 进行了理论分析和实验验证。结果表明, 实验区目标点云识别率在85%以上, 性能优于经典的半径滤波算法。这一结果对于光子数据去噪是有帮助的。
激光技术 点云滤波 基于密度的噪声空间聚类应用 统计滤波 光子雷达 k维树 laser technique point cloud filtering density-based spatial clustering of applications w statistical filtering photon radar k-dimension tree
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, National University of Defense Technology, Hefei 230037, China
2 Anhui Provincial Key Laboratory of Electronic Restriction, National University of Defense Technology, Hefei 230037, China
The first photon bias of photon detection results in distortion of the photon waveform, which seriously affects the accurate acquisition of target information. A rapid universal recursive correction method is proposed, which is suitable for multi-trigger and single-trigger modes of photon detection. The calculation time is 2 to 3 orders of magnitude faster than that of Xu et al.’s method. In the experiment, we have obtained good correction results for area targets and targets with varying depths. When the average number of echo photons is 0.89, the correlation distance of the correction waveform is reduced by 85%.
photon counting Lidar waveform correction waveform distortion single pixel Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 052701
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
光子测距具有灵敏度高,探测距离远的特点,目标形状和姿态对光子测距的影响不可忽略。针对扩展平面、球面和非球面三种典型目标,建立了扩展目标光子探测回波概率分布模型,推导出不同倾斜角下混有时空分布的光子回波概率分布一般方程。实验表明,扩展平面的光子回波概率分布与数值计算结果一致。理论仿真分析了扩展目标的光子回波概率分布特性,讨论了光子测距误差与扩展目标类型和倾斜角间的变化规律。结果表明:平均回波光子数为3.9,目标处激光光斑半径为0.2m,倾斜角小于20°时不同扩展目标间的光子测距误差小于1.23mm;光子测距误差随着目标倾斜角的增大逐渐增大,且扩展平面目标测距误差受倾斜角影响最大。
激光光学 光子测距 测距误差 扩展目标 概率分布 回波特性
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
激光反射层析成像技术是一种通过不同角度下激光在物体深度方向的一维时间流信号积分重建目标二维轮廓图像的远距离成像技术,其重建图像的空间分辨率只与探测器的带宽、激光的脉冲宽度和噪声有关,与作用距离、光学接收孔径无关,是现阶段实现远距离空间目标探测的最可行手段。介绍了激光反射层析成像的基础理论问题、投影数据处理方法、图像重建算法、探测成像实验系统以及成像实验研究等问题,总结和对比了国内外的研究进展,探讨了需要重点解决的问题,并展望了激光反射层析成像技术未来的研究方向。
激光技术 反射层析成像 角度-距离分辨 角度-多普勒分辨 投影数据配准 图像重建
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室(国防科技大学)，安徽 合肥 230037
2 电子制约技术安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037
3 63850部队，吉林 白城 137000
摘 要： 光子探测具有灵敏度高、系统功耗低和探测距离远等优点，探测性能易受大气环境影响。建立湍流效应下光子探测模型，定义了回波光子调制泊松分布概率，当回波光子数小于0.1时，调制泊松分布退化为泊松分布。建立了光子探测距离漂移模型，重构光子探测的回波分布，以计算距离漂移。探讨了湍流效应下的光子探测回波特性和距离漂移的变化规律。结果表明：湍流作用下光子探测首光子效应减弱，当湍流为10-16 m-2/3，无湍流的回波光子数为2时，与无大气湍流时相比，距离漂移减小0.41 cm，测距精度下降0.23 cm；随着湍流的增强，湍流为5×10-15 m-2/3时，探测概率平均降低78.18%，距离漂移平均减小91.49%，测距精度最大下降85.77%。
距离漂移误差 大气湍流 光子探测 探测概率 泊松分布 range walk error atmospheric turbulence photon detection detection probability Poisson distribution 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200192
