外差探测的横向激励大气压CO2激光雷达

利用由混合型TEA CO2激光发射机和外差探测的接收机制成的实验性激光测距仪巳进行了测距实验。描述了实验装置，其中包括装置的工作原理和性能特点。对5公里的目标和32公里的天然目标给出了测距的结果，其中5公里处目标的特性以前曾测量过。在光雷达系统中，应用TEA CO2激光发射机能够探测和跟踪高速目标，本文对此予以简单地讨论。     

用于同时测量距离和速度的脉冲CO2激光外差雷达

由一个TEA CO2激光发射器和一个连续波CO2激光本机振荡器组成的外差CO2激光装置,附有快速数据处理系统,可用于同时测量实际目标的距离和速度.研究了该装置的基本性质和测量距离的精度.而且对无脉冲振荡,但含有全部外差检测优点的外差装置也进行了实验,     

采用外差探测和通断式调幅的连续波CO2激光测距机(摘译)

利用声光调制器从连续波激光器获得调幅光束的CO2激光测距机已经研制成功.该机采用周期二进制编码调制载波驱动调制器,获得了通断式偏转光束.并采用外差探测接收红外辐射.外差信号经包络检波后,用数字积分器提高其信噪比.借助互相关技术,计算出接收码的延迟时间来进行测距.因此,在该系统中使用了微型计算机.用该系统已测量到位于几千米处的静止目标,所定用的平均功率为1瓦,测量时间小于1秒.     

西南技术物理研究所1986年度科研成果

1987年1月,西南技术物理所评定出该所1986年度科技成果主要有:一、封离式TEA CO2:陶瓷激光管该管工作寿命达105次以上,脉冲能量≥20mJ,全金属封接,器件主要指标接近国外水平,国内领先,可提供直探式CO2测距机和脉冲光源之用。     

横向激励大气压(TEA)CO2激光测距机的脉冲编码调制

调制TEA CO2激光脉冲的尾部,TEA CO2激光测距机就可用作测距和传递信息。CO2激光测距机的这种多用性是由电光调制器进行脉冲编码调制来实现的。在双程结构中用CdTe晶体普克耳盒产生一系列重复频率为5兆赫、脉宽为100毫微秒的光脉冲。     

混合TE-TEACO2激光器

横向激励大气压(TEA)CO2激光器的输出脉冲中,存在有几种频率的轴模,因此其外差探测变得相当复杂.在一般的TEA谐振腔内,大气压运转所产生的增益带宽较大,而轴模间的频率间隔较小,故可形成几种轴模.目前已有一种限止TEA于单一频率的装置,称为混合激光器,即在同一个TEA谐振腔内加上连续波的低压放电部分.但该种装置复杂、稳定性差.     

基于光子脉冲的外差探测高精度测距系统

设计了光子脉冲外差探测系统的系统结构,利用光子脉冲外差原理与光子探测统计理论,建立了基于光子脉冲外差探测系统的测距精度理论模型。根据方波近似条件和光子脉冲外差探测系统的典型参数,研究了噪声和温度参数对测距精度的影响。仿真实验表明,该系统可以实现高精度的测距。     

光子外差测速技术研究

光子外差探测是将外差探测技术与光子计数计时相结合的全新探测技术,通过采用具有单光子探测能力的光子计数器作为探测器,极大提升了光子外差探测的灵敏度.本文建立了光子外差探测的物理模型,完成了光子外差体制激光雷达系统设计,开展测速验证实验.实验结果表明,使用光子外差测速技术可在强背景噪声条件下获取目标速度信息,其测速精度达0.005m/s.     

空间外差光谱技术及其在大气遥感探测中的应用

基础研究表明大气微量气体成分的精确反演需要超高分辨率光谱数据,空间外差光谱技术是近年来得以迅速发展的新型超光谱分析技术,综合了光栅及傅里叶变换光谱技术的特点。对空间外差光谱技术基本原理进行了分析,阐述了空间外差干涉数据复原光谱信息流程。针对大气主要温室气体CO2开展空间外差光谱技术在大气遥感探测方面的应用研究,通过地基遥感观测实验,分析空间外差光谱系统的探测灵敏度,验证超光谱数据对大气微量气体浓度变化检测能力。实验表明空间外差光谱技术在大气遥感探测尤其是微量气体成份探测中具有针对性和优越性。     

小型封离式陶瓷TEA CO2激光器的特性研究(第一部分:理论分析)

本文从理论上分析了小型TEA CO2激光器的各主要参数的选择。给出了我们研制的小型封离式陶瓷TEA CO2激光的实验结果:该器件尺寸为φ62×190mm,其基模输出能量20mJ.脉宽50ns,使用寿命106次,储存寿命大于10年。装在测距机上经一年的使用表明,性能稳定可靠。     

西南技术物理所脉冲CO2激光测距机研制取得重大进展——CO2激光测距原理样机测程达4.75km

西南技术物理所脉冲CO2激光测距机研制工作最近取得重大进展。原理样机测程达4.75km,测距精度为±5m,样机尺寸为410(含天线筒)×280×210mm3,相当于英国费兰蒂公司303型CO2激光测距机尺寸,创国内最高水平。     

EBCCD在凝视测距成像激光雷达中的应用

微光成像器件在微弱光信号下仍具有较高的探测能力和优良的成像质量.介绍了EBCCD在激光主动照明测距成像中的新用途.介绍了基于FM、CW测距原理的凝视测距成像激光雷达的基本原理,和系统基本结构.这种体制激光成像雷达要求微光探测器必须能够实现短波红外微光探测和自混频解调距离信息的双重功能.在对自混频解调实现数学模型简单分析的基础上,讨论了通过调制微光探测器响应度,实现外差混频解调的方法.     

GO2稳频激光器和波导激光器的一种简易稳频测试方法

在CO2红外激光外差接收技术中,对CO2激光器的频率稳定度要求很高.现有的稳频测试方法及测试数据处理均比较麻烦.本文首先证明了CO2激光器的辐射频率作为随机变量服从正态分布规律.利用GS-79双管外差探测和x-y记录仪组成的组合系统,很方便地测得7007型和7x005型波导激光器的频率稳定度.     

简讯

1985年11月,我所研制的“超短脉冲激光系统”与上海天文台主镜为φ600mm的激光人卫测距仪组合,建成了我国第一台第三代激光人卫测距仪,该仪器对地面靶的测量精度达3～5cm,对激光地球动力卫星(LAGEOS)的测量表明:该测距仪的测距能力达7500km。测量数据送往美国,经美国数据处理中心的核对,测距精度已达5cm左右。 激光人卫测距仪转代的重要标志之一是测距精度,第一代测距仪的测距精度是米级,第二代测距仪的测距精度是分米级,第三代测距仪的测距精度是厘米级。第三代激光人卫测距仪是在第二代测距仪上使用了“超短脉冲激光系统”,使测距精度得到了     

距离分辨的相干差分吸收光雷达的灵敏度

我们研制了一种用外差探测的距离分辨的差分吸收光雷达(简称DIAL).它采用混合型TEACO2激光器作发射机的振荡器,能发射140mJ的单频脉冲.最小可探测功率为2×10-11W的外差接收机,能探测5km或更远距离处大气气溶胶后向散射的回波信号.定义系统对目标气体的灵敏度为最小可探测浓度和吸收系数差分的乘积,实验发现,在300m距离分辨范围内,对50次后向散射信号进行平均后,测得的灵敏度为3.7×10-4m-1.     

使用外差探测和啁啾脉冲压缩的CO2激光测距机

为了阐明有关的设计原理,对 CO2激光波长的外差探测与直接探测系统的灵敏度作了比较。结果表明,当外差系统用在具有内部运动的目标上时,散射辐射的时间相干性的破坏是有重要影响的。然后描述了整个系统和所得到的结果。紧凑的光学头包括一台波导激光器,一台声光调制器和表面声波(SAW)啁啾装置;它有45毫米直径的发射和接收孔径。当对许多反射回波积分时,可测得几公里外的自然目标,精度为10米。利用上啁啾/下啁啾技术,从活动目标的多普勒频移可在测距的同时测出径向速度,试验证实其精度高于1米秒-1。     

基于OPO激光器探测低空CO2激光雷达系统性能研究

阐述了差分吸收激光雷达探测低空CO2浓度的原理,分析了系统的信噪比,对一种DS系列的OPO激光器用于探测低空CO2进行了仿真.激光脉冲能量为2ml,重复频率为10KHz,5×104(5Sec)个脉冲积累,探测器采用InCaAs/InP - APD,量子效率大于10%,得出结论:不考虑背景噪声情况下(夜间工作),在高度10km处信噪比约为10:1,因此夜间可探测10km以下的CO2浓度;考虑背景噪声情况下(白天工作),采用1.5nm的窄带滤波器,在高度6.7km处信噪比约为10:1,因此白天可探测6.7km以下的CO2浓度.从仿真结果看,该系统探测距离远,所需积累时间短,有利于激光雷达探测低空CO2性能的提高.     

腔内CdTe电光调QCO_2窄脉冲激光外差信号特性分析

较详细地研究了腔内CdTe电光调QCO2 窄脉冲激光及其外差信号的时域频域特性,发现它的激光脉冲时域波形有很长的拖尾,拖尾持续时间与CdTe晶体外触发电压开关宽度有关,触发宽度越宽拖尾越长,反之则短。进行了调QCO2 脉冲激光微弱信号检测实验,即将脉冲激光衰减到用直接探测方法无法检测的程度,此时再用外差检测方法,在脉冲包络之内及其拖尾部分观察到了较强的外差中频信号,从实验上验证了外差探测灵敏度远远高于直接探测。根据该激光脉冲拖尾持续时间部分可控的特性,从理论上讨论了CO2 连续激光本振和窄脉冲主振激光外差中频信号频率跟踪和偏频锁定的可行性     

窄脉冲CO2相干激光成像雷达目标距离测量研究

较详细地研究了窄脉冲外差体制CO2 激光成像雷达的目标距离测量 ,指出了影响单个光脉冲测距精度的随机误差和系统误差的主要来源 ,并利用现有的实验装置进行远目标测距对比实验 ,观测到CO2 激光器所发射的窄脉冲和 2 35 5m目标回波波形 ,精确地测量出光脉冲飞行的往返时间 ,该方法可以用作系统误差校准和补偿标准     

用于测距和目标识别的窄脉冲CO2激光器

本专利描述作测距和识别目标的窄脉冲CO2TEA激光装置。该装置使用电光普克尔盒调制器将发射激光束斩成一串0.5～2毫微秒的脉冲,一台宽带接收机用于观测时间加宽的返回信号。这种加宽的返回信号是由于目标有一定的径向长度引起的。