激光辅助照明主动红外成像研究

介绍了激光辅助照明主动红外成像系统的基本原理和组成、激光光源的制作和技术参数、光学系统和接收器件的选用。研究了半导体激光光纤耦合器件作为夜视光源其制作中光束整形、均匀化方法和性能指标，并根据CCD相机光谱进行分析来选用合适的接收器件。研制出一台激光辅助照明主动红外成像样机，通过多次外场实验，获得质量较好的夜视图像。该设备造价低廉，像质较好，可以用于民用的安全监控，也可作为轻武器火控或单兵观瞄等用于军事领域的夜视观察。     

用于夜视系统的红外激光照明器

中国科学院研制的SNV系列半导体红外激光光源是专为红外夜视系统配置的远距离红外照明光源,配合红外摄像机、黑白CCD摄像机或微光夜视系统用于夜间及24h的、全天候条件下的监视摄像,照明距离从几米到数公里。     

距离选通在水下激光成像系统中的应用

介绍了距离选通水下激光成像技术的原理及其技术进展,并具体设计与实现了一种新型的水下激光成像系统。距离选通成像方式是一种减小水介质后向散射的有效方法,利用水介质对可见光光谱的低损耗窗口效应,采用蓝绿波长的脉冲激光器提供主动照明,CCD作为接收器,可在提高目标场景照度的同时,减小后向散射的影响,实现水下距离选通激光成像。实验证明,水下距离选通激光成像技术可以克服传统水下成像的缺点,具有成像清晰,对比度高,不受环境光源的影响等优点,已成为国内外重点研究的关键技术。     

激光主动成像图像制导导引头设计

提出了一种采用半导体激光器、基于DSP的距离选通和连续激光切换成像的激光主动成像图像寻的导引头设计方案,分析计算了方案中关键部件半导体激光器、接收CCD、发射光学部分、接收光学的性能指标,最后指出了半导体激光主动成像图像处理单元相比红外图像、微波图像等自身独有的特点.方案中设计的导引头能够在雨、雪、雾等较恶劣的天气及白天、黑夜使用,是一种发射后不管,全天候作战的导引头.     

脉冲红外激光助视夜视技术研究

在分析微光夜视系统视距理论的基础上．论证了用脉冲红外激光阵列助视提高微光夜视系统视距的可行性。针对激光助视易于暴露的缺陷,提出了微光夜视伪随机瞬态激光增强技术。系统研究了伪随机编码理论,并硬件实现了瞬态激光伪随机编码调制及同步图像捕捉控制电路。建立了脉冲红外激光助视微光夜视系统,进行了多次室内、野外试验及试验结果观测评估,取得了较好效果。     

距离选通水下激光成像系统设计及实验

针对浅水目标探测这一难题,设计了一种基于距离选通技术的水下成像系统。系统围绕532nm Nd…YAG脉冲激光器和选通式增强型电荷耦合器件(ICCD)摄像机搭建而成,并且采用激光脉冲作为系统同步控制的触发信号。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)技术设计的同步控制电路,进行了距离选通水下激光成像实验。实验结果表明,采用激光脉冲触发同步控制电路的方法,可有效抑制激光脉冲抖动对系统同步控制精度的影响,从而克服水体表面反射和后向散射对成像的影响,提高了成像质量。在有效衰减系数为0.52m-1的湖泊中,系统的成像深度可达到水下7m,对于浅水目标的探测、识别非常有效。     

亮度调制无扫描激光三维成像距离精度分析

亮度调制无扫描激光三维成像系统中,采用脉冲激光器作为照明光源,ICCD面阵接收,对ICCD中像增强器进行恒定增益和线性增大增益调制,通过两次得到的CCD图像灰度值反演出目标距离信息.这种方式成像效率高、不需要扫描装置.对影响亮度调制无扫描激光三维系统中成像距离分辨率的因素进行分析,并提出可行的办法.     

距离选通成像实现过程中若干问题的探讨

距离选通成像是解决水下激光微光成像后向散射噪声行之有效的方法之一.距离选通成像系统中蓝绿激光光源的脉冲特性、单脉冲能量及选通成像器件的选通性能将决定距离选通成像的距离分辨、探测距离等性能;距离选通成像过程中选通控制器与选通像增强器的直接电连接,将产生严重的干扰脉冲,影响距离选通成像的实现.在分析距离选通成像机理及距离选通水下成像系统方案的基础上,研究确定了蓝绿激光光源和选通成像器件的性能要求及技术指标;提出了激光脉冲同步距离选通成像方法,有效解决了距离选通成像中的干扰现象.在由国产蓝绿激光光源及选通像增强器构成的水下激光微光成像实验平台上实现了稳定的距离选通成像.     

半导体激光器主动红外夜视监控系统设计

激光主动夜视成像是主动成像,它是将激光技术、成像传感器技术、微弱目标的成像处理技术结合在一起而发展起来的新技术.以近红外半导体激光作为照明光源,对低照度情况下远距离目标进行探测成像.详细阐述了激光主动夜视监控的原理、主动夜视监控系统的组成,并对比分析监控不同目标的实验结果.     

半导体激光合束技术及应用

半导体激光的高效率、长寿命、小体积和轻量等优点使其具有广泛的应用前景。但受光束质量的限制,半导体激光很难作为直接光源应用在对功率、光束质量和亮度均有高要求的领域。国际上半导体激光合束技术的发展非常迅速,千瓦量级已接近并达到全固态激光器的水平。介绍和总结了该实验组近年来在大功率半导体激光合束方面的研究进展,包括采用常规激光合束技术和新型的光栅外腔光谱合束技术,百瓦量级实现了3~5mm.mrad光束质量输出,千瓦量级实现了光纤输出和直接输出光源,光束质量的提高使得半导体激光可作为直接光源应用于工业和国防领域,并将发挥重要作用。     

激光辅助照明主动近红外成像系统

研制了一种激光辅助照明主动近红外成像组件。该组件使用半导体激光光纤耦合器件作为夜视光源,通过其在暗场自然环境下的成像验证了光源补光性能和选用的CCD芯片对特定波段光源具有较高的响应度。该组件可实现全天候成像,不受外界照度的制约,可广泛应用于科研、监控等领域。     

伪随机瞬态激光助视图像与常态微光图像融合技术研究

给出了拉普拉斯金字塔算法及微光双谱图像空间域融合的准则,并用金字塔技术对随机瞬态激光助视图像与常态微光图像进行了融合处理,改善了微光夜视图像质量,增强了夜视系统所获取的战场信息量.并用假彩色增强方法得到了可视性较好的彩色图像     

基于嵌入式技术的可控光纤激光脉冲光源

为了得到一种功率可控的光纤激光脉冲光源,采用窄脉宽低重频脉冲光作为种子源,以掺镱光纤为增益介质,利用嵌入式控制技术和脉冲抽运技术,实现了全光纤脉冲激光的多级放大和信噪比提升。结果表明,此种光源输出稳定、信噪比良好,不仅降低了热效应危害,还增强了抽运能量的提取效率,可以作为一般大功率光学系统的光源使用,具有良好的应用价值,市场前景广阔。     

提高LED外量子效率的研究进展

近年来半导体照明光源一发光二极管（LED）产业和技术发展迅速,取代传统白炽灯的步伐越来越快,相关核心技术的研究也成为各国研究的热点,但LED的发光效率和制造成本依然是阻碍LED绿色照明光源普遍推广应用的一个绊脚石。文章简述了提高外量子效率的几种有效途径,如表面微粗化技术、芯片非极性面／半极性面生长技术、倒装芯片技术、生长分布布喇格反射层（DBR）结构、激光剥离技术,纳米压印与SU8胶相结合技术、光子晶体技术等。     

头盔式双目微光夜视仪研制

介绍了头盔式双目激光助视/微光夜视仪的设计,它是由激光助视系统,特种光学镜头,高性能微光像增强器组成的主被合一的新型激光夜视仪器.与以往的国内的夜视眼镜相比,它以非球面物镜以及助视功能为特色,以双管高性能超二代像增强器为核心,参照了国外的最新的头盔微光夜视仪的光学系统数据,灵敏度高,图像清晰,并适于头戴和手持两用,其探测阈值延伸到10-3lx以下,改变了目前大多数的微光夜视仪器固有的缺陷,使得在任何恶劣的条件下也可以正常工作.     

微光图像随机瞬态激光增强技术研究

以改善微光电视图像质量和增加夜视系统所获取的战场信息量为目标,提出了微光图像随机瞬态增强技术。并设计了伪随机瞬态激光发射及近红外激光 视图像同步捕促控制电路。该技术能在现有条件下显著提高被动微成像系统输出图像对比度,提高了微光夜视 效视距。     

1064nm可编程半导体激光脉冲种子源的研究

为了运用主振功率放大技术获得纳秒量级的高功率密度激光脉冲,设计了一种运用于主振功率放大的半导体激光种子源,通过编程可输出多种形状光脉冲,并采用主动脉冲外形控制技术提高了输出光脉冲的波形质量。实验中研制了高速大电流驱动模块和可编程多种调制波形发生器,并采用了1064nm量子阱分布反馈的大功率半导体激光器。结果表明,该种子源脉冲光功率优于200mW、动态范围优于20dB、脉冲宽度40ns~1μs和重复频率0MHz~5MHz可调,可编程控制输出多种波形。