新环形半导体激光陀螺仪

介绍了一种新型半导体环形激光陀螺仪,它集合了传统He-Ne激光陀螺仪简单的结构方案和光纤陀螺仪成本低廉的优点。从理论上分析了该陀螺仪的精度,及其与各参数之间的关系,并提出了信号读出和转向判别的处理方法。最后,从集成光学的角度,给出了单片的半导体激光陀螺仪的设计结构。理论计算表明,当无源环形波导谐振腔的直径为40mm时,单片的集成光学半导体激光陀螺仪的精度可以达到0.032rad／s。     

激光粒度仪光学系统的小型化设计

提出一种激光粒度仪短筒功率谱采集透镜（PSCL）系统设计方案。利用粒度仪原有短焦距傅里叶透镜作为前组透镜，4倍透镜组为后组透镜，实现焦距F500至F4000的切换；系统筒长小于1020mm。设计结果表明，该方案缩短了透镜系统筒长，且像质良好。     

扫描激光显示视觉与CRT的闪烁灵敏度对比

激光扫描显示具有大聚集深度、降低光吸收及高亮度的优点，然而其图像却无荧光粉的余辉。三色激光显示的精神生理试验表明，当激光显示与CRT的亮度、分辨率、帧率及色品度相同时，对它们的闪烁敏感阙值也一样。阀值率为1.14（范围为0.7～1.6）。两种显示闪烁灵敏度的差别主要与角膜的绝对能量有关而与实际的亮度配比无关。使用具有无余辉图像的激光扫描显示不会使闪烁灵敏度增加。     

双传感器激光视觉测量系统的校准

构建了由2个结构光传感器组成的激光视觉三维测量系统,建立了测量系统的数学模型.提出了一种基于未知运动的平面靶标获得测量系统全部参数的现场校准方法.实验表明,传感器校准后的三维坐标精度为0.011、0.008和0.115 mm,所提出的校准方法无需依赖专门的三维测量设备,操作简单,促进了双传感器激光视觉测量系统的工程化三维测量应用.     

液晶自适应光学扫描激光检眼镜的光学系统设计

设计了一套液晶自适应光学扫描激光检眼镜,采用790 nm近红外光进行波前探测、视网膜成像以增加受试者的舒适度:采用离轴反射式结构以避免透镜表面的杂散光对探测和成像的不利影响;采用开环校正模式以提高系统稳定性和能量利用率(比闭环高约1倍).利用ZEMAX软件对成像系统进行模拟分析,证明系统自身可以达到接近衍射极限水平,MTF@33 cycles/mm=0.38(对应视网膜上4 μm),MTF@44 cycles/mm=0.2(对应视网膜上3 μm),轴向分辨率约80 μm,满足设计要求.     

激光主动/红外共口径复合成像光学系统设计

提出了一种适用于弹载环境的主动激光成像/红外成像同轴共口径复合光学系统设计方案,设计完成了能够实现大视场扫描且具有优良成像质量的共口径复合光学系统.该系统采用了半角扫描机构在俯仰和偏航方向实现±15°扫描视场,并在-50℃～50℃温度范围内全视场成像质量接近衍射极限.     

激光视觉传感器的快速标定方法

建立了激光视觉传感器的数学模型,提出了一种分离参数对传感器结构参数进行标定的方法。结合标定要求,设计了标定靶。该标定方法装置简单,不需要对靶面坐标进行精确测量,简化了标定过程,计算速度快,能够保证较高的精度。试验表明,该方法是一种高效实用的视觉传感器标定方法。     

折-衍混合红外激光扫描检测设备的光学系统设计

为了使激光扫描检测设备达到较高的检测精度并且具有较强的通用性,一般要求它的光学系统具有大视场、宽工作光谱、高成像质量的特点。以传统7片可见光波段镜头为基础,用折-衍混合单透镜代替系统中的双胶合透镜,设计了折-衍混合红外激光扫描检测设备的光学系统,主要参数为:视场60°,工作波段0.8～1.06μm,焦距30mm,后工作距离30mm。设计结果表明,在42lp/mm空间频率处的调制传递函数(MTF)值接近0.7,全视场畸变小于1.9%,重量减轻了35.3%,表明该系统像质良好且兼具小型化的特点,满足扫描检测设备的技术要求。     

一种新型激光扫描偏转器的设计研究

目前扫描式激光投影机是利用高速电机带动多个发射镜进行激光光束偏转的,存在着体积大,寿命短,频率不能满足高清视频等要求。根据目前扫描式激光投影机存在的问题,研究设计一种新型的电磁式激光扫描成像器件,它由一对行扫描电磁振荡器和一对场扫描电磁振荡器组成的扫描器件去驱动一片矩形反光镜,对被视频信号调制的激光光束进行偏转,使得反射出的光束通过光学放大镜进行放大后在屏幕上形成视频图像。利用该技术可设计开发一种新型激光电视投影机。     

基于双目立体视觉的手持式线激光3D扫描方法

随着数字化技术的逐步普及,越来越多的形体通过3D扫描设备输入计算机,然后通过一系列操作转化为CAD模型.但由于价格、适用性、易用性等条件影响,现有的3D扫描设备不能满足许多用户的需求.研究线激光扫描与双目立体视觉法的集成,实现了一套简便的手持式3D扫描法;并利用摄影测量技术,建立固定于物体上的统一坐标系,以对齐不同角度下的扫描数据.详细介绍了相关原理,给出了一个复杂陶瓷模型的扫描实例,验证了这种方法的有效性.     

车载移动激光扫描测绘系统设计

为了高效快速地获取城市三维空间信息,设计完成了一套基于多传感器集成技术的车载移动激光扫描测绘系统.该系统采用激光陀螺捷联惯性测量组合、差分全球定位系统(DGPS)和里程计构成高精度定位定向系统,提供测量的位置姿态基准;以激光扫描仪为主,CCD相机、高速视频摄像机为辅助构成数字图像系统,采集数字图像信息;两个系统在车载计算机系统的控制下完成测量数据的同步采集存储;采用后处理方式,将各种数据进行匹配整合,完成城市三维真实场景的建模.     

基于TCP/IP的视觉传感器的设计

本文详细介绍了一种基于TMS320VC5509A DSP和W5100芯片的视觉传感器的设计.提出了一种TCP/IP视觉传感器的研究方案.并详细分析了这一方案的硬件模块设计,基于DSP/BIOS软件模块设计和实现.     

圆偏振调制激光通信系统设计

为了降低大气湍流和通信终端相对运动对通信系统性能造成的影响,对采用了圆偏振调制原理的通信系统进行了研究。激光的圆偏振特性在大气传输中变化很小,且圆偏振光具有旋转对称性,系统的性能不受两通信终端相对运动的影响,降低了技术的实现难度,具有很高的可靠性,特别适用于移动通信终端。介绍了两种圆偏振调制方式,推导了线偏振态与圆偏振态之间的转换过程,为圆偏振编码解码提供理论基础。针对这两种调制方式,提出了具体的实现方案,并设计出了圆偏振调制激光通信系统,在该系统中可验证两种编码方式,且结构简单、实现方便,可作为星载通信终端。并进行了简单的圆偏振编码通信实验,实现了数据发射和接收,证明了圆偏振调制的可行性。     

大视场红外扫描成像光学系统设计

对地红外扫描成像系统在获取地面目标图像方面具有快速、高效等诸多优点.基于旋转扫描成像方式提出了一种孔径光阑二次成像的光学系统方案,并给出了一个工作谱段8~10μm、焦距520 mm,成像视场为1.4°×72°的光学系统设计实例,分析结果表明成像质量良好,具有良好的实用性和应用前景.     

数字直接制版系统的激光扫描成像设计

提出了数字直接制版系统激光扫描成像结构,设计了基于数据单元分割的多链路激光扫描成像系统。建立了激光光束动态控制模型,设计了低畸变聚焦光学系统,设计制作了光栅光阀调制器,实现了单束1Mbit/s以上的高速率、高功率激光调制,使多路输出光强稳定一致。首次提出了基于机械运动的动态反馈补偿电路技术,自适应调整数据扫描速率,保证了成像速度与各像素点灰度的均匀性、各像素点尺寸和距离的一致性。实现了高分辨率、高网点还原率与高重复精度的数字直接制版系统。     

激光扩束望远镜的光学设计

介绍激光扩束原理,阐述望远镜系统扩展高斯光束的规律。通过分析不同激光扩束望远镜系统的特性,选用卡塞格林系统来实现强脉冲激光发射系统的设计要求,设计结果不仅满足准直性要求,并且在目标距离处的光斑大小具有一定的可调节性。     

空间光学遥感器的光学元件组件的频率设计

空间光学遥感器的光学元件的光学参数通常是根据设计经验来选定的.建立了空间光学遥感器的全阻尼动态分析模型,得到了光学元件动态响应的表达式.从工程的实际条件出发,当阻尼比为0.03、质量比为0.2时,通过MATLAB编程对光学元件的动态响应进行了数值分析.结果表明,为了尽可能地降低光学元件的动态响应,应该选择合理的动态频率,而不是一味地提高光学元件组件的动态频率.