脉冲激光测距仪光电探测器最佳工作状态下的接收灵敏度研究

本文根据脉冲激光测距仪和目前广泛应用的达通型硅雪崩光电二极管（Ｓｉ－ＡＰＤ）的噪声谱密度，从理论和实验结果计算、分析出各类测距精度的脉冲激光测距仪在相同脉冲宽度条件下，Ｓｉ－ＡＰＤ的负载电阻、接收器带宽、噪声等效功率、最小可探测功率和信噪比的数据并进行了比较。说明保持Ｓｉ－ＡＰＤ处于最佳工作状态是提高仪器的探测灵敏度和测量数据的稳定性、可靠性的重要条件。     

非合作目标脉冲相位式激光测距仪的测程研究

对于非合作目标的中程距离测量, 从测距范围、测量精度、速度和可靠性的折衷方面来讲, 脉冲相位式激光测距法优于常规的脉冲法测距和连续波相位法测距。在脉冲相位式激光测距中提出采用连续发射的正弦调制脉冲信号提高发射激光的峰值功率以提高测程, 但发射激光的平均功率被保持很低保证了发射激光对人眼的安全。同时根据硅雪崩光电二极管(Si-APD)噪声谱密度理论, 设计了具有温度补偿和反馈电阻噪声补偿的激光测距仪前放接收模块, 详细分析了背景光, 反向高压和反馈电阻对于Si-APD接收性能的影响。实验表明：根据该方法设计的前放接收模块使测距仪接收系统获得最大信噪比, APD工作在最佳倍增状态,从而提高测距仪的探测灵敏度和最大测程。     

外接电容对脉冲激光辐照Si-APD时的温升影响

硅基雪崩光电二极管(Si-APD)在实际应用中通常需要串联电容来滤除直流信号分量,以便于后续电路对脉冲信号进行提取和放大。另外,Si-APD吸收激光能量后往往导致自身的温升而影响了探测性能。基于此,本论文首次建立了毫秒脉冲激光辐照外接电容电路中Si-APD的热传导模型,并据此对Si-APD的表面温升特性开展了模拟仿真和实验研究。结果表明由于外接电容对回路中电流的阻碍作用,降低了Si-APD中p-n结内部的焦耳热,从而使得外接电容条件下的Si-APD表面温升小于无外接电容的情况,并且电容越小,Si-APD的温升越低。     

快速发射极耦合逻辑电路有助于提高激光测距分辨率

当在短程激光测距仪中使用MECLⅢ型电压比较电路做阈值元件时,就能较好解决分辨率问题。最常用的隧道二极管阈值元件虽具有高的速度和灵敏度,但是开关电平低,故射频噪声引起探测误差。采用MC1650比较电路的激光测距仪在1公里距离内达到的分辨率为1米。测距仪采用峰值功率为1兆瓦的Nd:YAG脉冲激     

宽测量范围的半导体激光测距仪

本文介绍了脉冲式半导体激光测距仪。测距仪采用自动噪声电平控制电路动态控制噪声脉冲的平均发生率 ,使系统获得稳定的平均噪声脉冲发生率 ;信号、噪声自动识别技术将淹没在噪声中的信号提取出来。由于使用了上述技术 ,测距仪的探测灵敏度得到了提高。测距仪最远的探测距离可超过 1km,在 3 m～ 1km的范围内测量精度为± 2 5 cm。     

脉冲激光测距仪的发展及军用前景

本文以直接探测接收器的战术和战略用脉冲激光测距仪的发展和通用性能为前提，介绍脉冲激光测距仪的军用前景。     

激光激发微弱荧光信号的光电探测

提出一种微弱荧光光电探测的实验装置，同时研究这种系统的噪声产生和抑制问题，信号噪声比的改善使得这种装置可以使用小功率氦氖激光作为激光发条件下探测荧光信号。这些工作为肿瘤早期诊断系统设备的实用化创造了基础。     

脉冲激光测距仪的发展及军用前景

本文以直接探测接收器的战术和战略用脉冲激光测距仪的发展和通用性能为前提，介绍脉冲激光测距仪的军用前景。     

一种应用于高精度脉冲激光测距的自动增益控制方法

对高精度脉冲激光测距仪而言,引入自动增益控制技术可以在保证测距精度的前提下极大地扩展接收系统的动态范围。本文分析并讨论了激光测距仪回波接收系统中增益调整的手段,在此基础上给出了高精度测距条件下增益控制的范围,提出了一种根据实时测量的噪声和信号幅度动态调整接收系统增益的自动增益控制方法。实验结果表明,含有自动增益控制的回波接收系统可以自适应于回波功率的变化,在宽动态范围内保证高精度测距。     

脉冲激光测距仪灵敏度与消光比的研究

脉冲激光测距仪的灵敏度是仪器系统内部的探测灵敏度,主要由激光发射系统(发射功率P_t)、接收系统(接收功率P_r)和发射、接收、瞄准三轴平行度等决定,与外部条件无关,它可直接决定其最大测程。 假设图1中激光发射角为θ_t,接收视场角为θ_r,则光束到达R处目标面上的激光功率为P_tK_te~(-αR),在目标面上的照射面积为     

小型LD 脉冲激光测距仪的人眼安全控制

小型脉冲半导体激光测距仪使用的激光波长处于非人眼安全的波段如905nm，要保证测距仪的辐射安全性必须控制激光发射参数。在设计高精度远距离半导体激光测距仪的过程中，必须提高激光发射功率和频率。本文讨论了在设计过程中，满足激光辐射安全国标的最佳激光发射参数。     

脉冲激光测距系统的仿真检测技术

利用半导体发光器件作为目标模拟光源,通过接收系统或装备发射的激光获取仿真测试的脉冲同步信号,以此信号启动模拟目标回波脉冲的延时过程,延时结束向被测系统或装备回送一至三个强度适当的模拟回波(光)脉冲,通过检验被测系统响应,可判断测距性能是否符合技术指标。这项技术将激光能量检测、脉冲同步信号的提取和目标回波信号的仿真回送集于一体,实现了脉冲激光测距系统或装备的光接口无损室内(在线)仿真检测。     

同步泵浦声光调Q全固态脉冲激光器

本文首次提出了同步泵浦声光调Q全固态脉冲激光器，分析了其基本理论，设计并实现了这种新型激光器。它克服了现有小型全固态脉冲激光器存在寄生多脉冲和峰值功率还不够高的缺点，用2W LD的泵浦时，得到了重复频率为4．5kHz、峰值功率为6kW、脉宽为18ns、无寄生脉冲的连续脉冲激光输出，可以较好地满足激光测距和激光雷达对此类激光器性能的要求。本文对实验方案、设备和结果进行了详细的描述。     

用于远程激光测距机的板条激光器

研制了用于远程激光脉冲测距机的板条激光器。使用半导体泵浦的MOPA激光结构实现了大于250 mJ的脉冲激光输出,输出脉冲宽度为12.83 ns,最终输出激光光束束散角为0.18 mrad。该激光测照器可应用于远程激光测距。对激光测距机的测距与照射能力进行了理论计算与分析。理论分析表明,应用于机载平台时,该激光测照器能够实现50 km距离的激光测距。该型激光测距机具有测距距离远,重量轻,结构紧凑等特点,具有广泛的应用前景。     

小型LD 脉冲激光测距仪的人眼安全控制

小型脉冲半导体激光测距仪使用的激光波长处于非人眼安全的波段如905nm ,要保证 测距仪的辐射安全性必须控制激光发射参数。在设计高精度远距离半导体激光测距仪的过程中,必须提高激光发射功率和频率。本文讨论了在设计过程中,满足激光辐射安全国标的最佳激光发射参数。     

人眼安全1.57μm OPO激光测距机

研制成功人眼安全1.57μmOPO激光测距机,并进行了室外测距实验,在能见度V约10km时测到7050m远处的烟囱,测距精度±5m,重复频率达20pps.该测距机采用紧凑小型的水冷灯泵电光调Q(Ce,Nd):YAG激光器泵浦磷酸钛氧钾(KTP)1.57μm单谐振OPO器件,输出12mJ,脉宽～6ns.接收元件选用铟镓砷(InGaAs)PIN探测器.     

SiC及其功率器件的激光制孔研究进展

SiC作为第三代半导体材料的典型代表,因具有优异的物化性能,在功率器件领域具有极大的应用前景.文章简要介绍了激光制孔的基本原理,综述了 SiC的长脉冲与超短脉冲激光制孔研究进展,对比了长脉冲与超短脉冲激光的加工特点,分析了不同脉冲宽度下SiC的制孔效果.同时,介绍了 GaN/SiC,AlGaN/GaN/SiC等SiC功率器件的激光制孔研究现状.最后,指出了 SiC及其功率器件激光制孔面临的挑战,并展望了未来的发展方向.