空间光通信中激光光斑检测与特性分析

在空间光通信中,通信光要通过大气随机信道进行传输,但光的传输受到大气湍流的严重影响.故光传输方式的优劣直接影响着空间光通信质量的好坏,所以,为减少大气湍流对通信光的影响,将通信光调制为圆偏振光进行传输.为了证明圆偏振光在空间光通信传输中具有降低通信噪声的优越性,开展了一组验证实验(以下简称偏振降噪实验).给出了在激光偏振降噪实验中,识别光斑并对光斑参数进行分析的一套方案:首先利用减背景法对图像进行预处理,消除静态背景的影响,然后结合局部动态阈值分割,轮廓提取及筛选的方法,检测并识别信标光斑,最后对采用圆偏振光传榆前后光斑的平均亮度、背景的平均亮度以及光斑图像对比度进行计算与比较.从而从图像处理技术的角度验证了,圆偏振光在空间光通信过程中可以有效地提高信噪比和通信质量.本方案满足了偏振降噪实验实时性的要求,且有效实用.     

刀口特性对光斑测量的影响

本文从理论上分析了刀口的几何特性与物理特性对微小光斑测量的影响。     

探测器阵列靶的激光光斑图像复原方法研究

为了准确地测量激光远场光斑参数,使得阵列探测法的研究逐渐成为热点。而阵列式靶板仪靶面探测器受空间物理限制和研发成本等因素影响均不能均匀紧密的排布,这将造成采样光斑失真。利用已知采样点参数对光斑图像实现高精度复原是利用阵列探测法测量光斑参数必须要解决的问题。因此,提出采用改进型的双三次插值算法对光斑图像进行复原。仿真分析并对比改进型双三次插值算法和其他插值算法,结果表明:运用改进型插值算法计算得到光斑总能量误差为1.7 %,光斑质心坐标偏移量在x轴方向和y轴方向较最邻近插值算法和双线性插值算法相比均能降低7.8 %和3.3 %,处理时间较双三次插值算法至少缩短35 %。该研究为提高阵列探测法测量远场光斑参数精度积累了一定的理论基础和实验数据。     

一种水下激光通信系统的光斑检测算法

为了有效解决水下激光通信系统的激光光斑检测困难的问题,针对水质衰减系数约为5.5 dB/m、发射源与采集端相距5～10 m的低可视度复杂的水下环境,提出了一种简单实用的水下激光光斑检测算法.首先,通过图像去雾操作,增强图像中的目标光斑与背景的对比度;其次,经过高斯滤波,消除图像噪点;然后,选取合适闽值进行二值化,提取目...     

高重频脉冲激光引起CCD视频中的动态次光斑现象研究

研究分析了CCD光电转换后信号电荷的传输过程以及激光高亮度的特点.认为高亮度的激光容易使感光二极管饱和,从而使光生电荷不通过读出脉冲控制而直接溢出至垂直CCD中,形成溢出信号电荷包;高亮度激光在垂直CCD内的漏光信号较强,从而直接在垂直CCD中形成漏光信号电荷包.溢出信号电荷包和漏光信号电荷包不依赖读出脉冲而出现于垂直CCD中,它们叠加在一起称之为次信号电荷包.次信号电荷包,经过垂直CCD的耦合转移动作,就形成了区别于激光主光斑的次光斑.研究中对次光斑的间距及循环移动的规律给出了定量的分析.次光斑的间距由CCD的转移频率和激光的重频频率所决定.而相邻帧中,主光斑与次光斑的间距有周期性的变化,从而造成了CCD输出视频中的次光斑循环移动.这种变化是由CCD垂直扫描周期被激光脉冲间隔时间整除后的余数所决定的.     

复合式激光远场光斑分布定量测量技术研究

激光远场光斑分布测量是研究高功率激光大气传输效应的有效方法,同时也是评估强激光武器作战效能的重要手段。设计了一种基于摄像和阵列探测相结合的复合测量方法,实现了强激光远场光斑时空分布的定量测量。该系统可用于波长为(1064±10)nm、功率密度动态范围为2～5000 W/cm2激光的远场光斑分布测量。     

激光光斑测量仪

本文介绍了一种单片机控制的光斑测量仪。通过对比测量与时间细分得到被测光斑值。     

光固化成形系统激光光斑光强分布检测方法研究

激光束的模式及光强分布对光固化成形制件质量的影响很大。本文采用针孔矩阵扫描方法。检测激光束投射在工作平面上的光斑,并经过数据处理获得光斑的二维和三维的光斑分布图像。该方法获得的数据既可对光斑进行定量分析也可用于定性分析。     

光斑模式对PSD定位的研究

以多光束模拟实际光束中的多模式及能量分布不均的现象,建立了PSD定位与上述能量不均匀之间的关系,从而从理论和实验上均验证了PSD定位只取决于光斑能量重心.     

刀口法测平顶光斑和高斯光斑半径的新算法

为了测量平顶光斑和高斯光斑的半径,采用刀口法进行了理论分析和实验验证,并且提出了新的迭代算法。刀口的间距与光斑半径存在正比关系,求出了相应的比例系数。在实际测量中,测得刀口的间距后再乘上相应的系数就可以得到光斑半径。结果表明,将迭代法进行推广,可用于求任意已知强度分布式的光斑半径。     

激光束的横模分析

报道激光器输出光斑的横模组分的分析方法。由谐振腔理论计算各阶单横模的光强分布,籍助扫描干涉仪测量激光模谱,可以得到激光束包含的横模序数及这些横模的强度值。     

多分辨率分析去除光斑图像中的背景噪声

本文研究用多分辨率分析去除光斑图像中噪声的方法,对一幅模拟的受到噪声污染的激光光斑图像进行了处理分析,去噪后图像信噪比明显优于去噪前,且光斑主要特征参数更接近模拟的光斑参数。     

光学薄膜激光损伤的光斑效应研究

采用两种不同的激光损伤阈值定义,对光学薄膜激光损伤的光斑效应进行了详细的实验研究。     

CCD测量激光光斑方法研究

给出了用CCD进行激光光斑成像试验的结果,分析了激光光斑的测量精度和测量中存在的问题,并给出了解决途径.     

探测器阵列法测量激光光斑参数关键技术分析

根据仅由衍射效应决定的远场激光光斑的分布函数,并以10.6μm CO2激光测量为例,分析了探测器点阵法测量远场激光大光斑的技术要求,包括能量密度、阵列尺寸、探测器间隔、响应频率几方面的要求.并分析了激光探测器器件的类型,给出探测器阵列单元探测器以及系统测量精度的标校方法.