激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811014
1 中国海洋大学 信息科学与工程学部 海洋技术学院,山东 青岛 266100
2 中国海洋大学 海洋高等研究院,山东 青岛 266100
3 中国海洋大学 海洋遥感研究所,山东 青岛 266100
4 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛 266237
2018年9月15日,美国航空航天局成功发射了ICESat-2卫星,ICESat-2搭载了地形激光测高仪系统(ATLAS),已经广泛应用于极地冰盖高程测量、海冰厚度估算、陆地高程测量、地表植被测量等多个研究领域。不同于GLAS/ICESat,ATLAS在信号探测系统中采用更为灵敏的单光子探测器,每秒发射10 000个脉冲(GLAS/ICESat系统每秒发射40个脉冲),可以获取到重复频率更高、光斑更小的高密度光子计数回波数据,进而实现高精度全球观测。由于ATLAS采用的探测器光电倍增管(PMT)after-pulse的影响,在回波信号脉冲输出后常会出现小幅度脉冲干扰,不能准确反映原始信号波形,所以在实际应用过程中,必须对测量信号进行校正。首先基于ATL03产品,对光子计数回波数据进行预处理,获得了海冰、海洋、陆地和沙漠的廓线信息,结果显示在主信号回波之后均存在两个小的脉冲回波(约2.3 m和4.2 m处),此外陆地和沙漠在10~45 m间存在一个更长时间延迟的脉冲回波,证实了不同反射表面均会受到PMT after-pulse影响。然后利用ICESat-2卫星过境撒哈拉沙漠地区的夜间观测数据,计算了不同波束下的脉冲响应函数,6个波束得到的脉冲响应函数整体形态相似,在主信号回波后出现三个不同幅度的脉冲回波(约2.3 m、4.2 m和6.5 m处)。最后利用6个波束的脉冲响应函数对同一海洋剖面进行校正,结果显示除ATLAS Beam2外,其余波束均可有效滤除主脉冲之后的小幅度脉冲,校正得到真实的水下回波信号。
星载激光雷达 ATLAS/ICESat-2 脉冲响应函数 PMT after-pulse spaceborne lidar ATLAS/ICESat-2 impulse response function PMT after-pulse 红外与激光工程
2021, 50(6): 20211032
菲涅耳双棱镜干涉在相衬成像和全息显微术中有重要应用。为了促进其应用, 本文从信息光学角度研究双棱镜干涉, 首先利用光场与脉冲响应函数之间的关系, 理论导出了菲涅耳双棱镜干涉条纹强度公式, 分析并讨论了狭缝缝宽及狭缝到双棱镜距离对菲涅耳双棱镜干涉条纹的影响, 狭缝宽度大于01 mm时, 干涉条纹分辨率变差。接着给出了改变狭缝宽度(变化量为008 mm)和改变狭缝到双棱镜的距离(从8 cm变化到12 cm)的实验结果, 理论分析和实验结果一致。该结果有助于促进菲涅耳双棱镜干涉在相衬成像等领域的应用。
菲涅耳双棱镜干涉 双缝干涉 脉冲响应函数 Fresnel biprism interference double-slit interference impulse response function
从光学系统脉冲响应函数理论的角度分析了透镜组合实现光学分数傅里叶变换的结构及标准焦距的物理意义,推导了几种较普遍的实现光学分数傅里叶变换的结构,利用该结构可以方便地改变其标准焦距,这对设计由多级分数傅里叶变换级联构成的空间变化滤波系统具有重要的指导意义。
光学分数傅里叶变换 脉冲响应函数 光学信息处理 optical fractional Fourier transform impulse response functions optical information processing