新型锁模激光染料池

染料池是锁模激光器的关键元件之一.本文简略地介绍了一种经过精心设计的新型锁模激光染料池的特点及结构.该新型染料池在国内若干单位应用均获得满意的结果.该染料池已成为发明专利产品并有小批量产品.     

被动锁模产生半导体激光PS超短脉冲

本文报道利用质子轰击激光二极管端面产生可饱和吸收层,实现半导体激光被动锁模,获得12.9ps光脉冲的实验,并讨论轰击深度和外腔长度对锁模脉冲的影响.     

基于两次采样的大动态微弱信号探测

在大动态微弱信号检测领域，为了提高探测系统的ADC模数转换器(Analog to Digital Converter)的精度，以滨松公司的 CCD电荷耦合器件(Charge Coupled Device)传感器芯片S11156，选择16位精度的ADI公司的AD9265芯片与AD9747芯片，使用两次采样的设计原理，搭建硬件电路，通过对微弱信号的放大，实现低精度ADC对信号的检测。仿真结果表明可以实现在不改变ADC位数的情况下，实现高精度的测量，满足特定情况下的探测需要，同时硬件电路调试时与仿真结果相吻合。     

室温下的主动锁模Ho:YAG激光器

为了获得在2m波段的百皮秒激光器,采用主动锁模的方法,使用Tm∶YLF作为抽运源,得到了可在室温下工作的输出连续锁模脉冲的主动锁模Ho∶YAG激光器。研究了该主动锁模激光器的输出特性,并进行了实验验证,取得了脉冲重复频率为82.75MHz、输出最大平均功率为1W、激光中心波长为2097.25nm、斜率效率为13.3%、锁模脉冲宽度约为86.6ps的实验数据。结果表明,采用主动锁模的方式能获得输出脉宽百皮秒量级的锁模钬激光器。     

光纤激光器锁模技术研究进展

锁模光纤激光器能够产生超短脉冲,在众多领域中有着广泛的应用前景。概述了光纤激光器锁模实现技术的基本原理、典型结构和最新研究进展,分析了主动锁模、被动锁模和混合锁模技术的优缺点,并对多波长锁模、拉伸脉冲锁模和基于光子晶体的锁模光纤激光器的最新研究情况进行了介绍和分析。展望了锁模光纤激光器研究的发展方向和急需解决的问题。     

自锁模飞秒钛宝石激光技术进展

给出了锁模超快钛宝石激光的实验进展,介绍了几种典型的自锁模飞秒钛宝石激光,、并讨论了自锁模钛宝石激光的克尔镜锁模理论和孤子激光器理论。     

双环内级联采样光栅的多波长锁模光纤激光器

为了实现多波长激光输出,提出了一种改进的多波长主动锁模光纤环形激光器,采用集成级联采样光纤光栅进入激光腔形成稳定的多种波长激光的方法,进行了理论分析和实验验证。结果表明,双环形腔结构对于所有波长激光,其腔长度是一致的,从而可以用相同的锁模信号实现所有波长的同步锁模。实验中光纤环形激光器成功实现了以1.6nm为间隔的波长多达14个;它的输出功率大于0dBm,边模抑制比约30dB,最高模式锁模频率为1.05GHz,输出脉冲序列的脉宽是216ps。这一结果对光纤传输系统设计是有帮助的。     

锁模光纤激光器的研究进展

锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点,近年来获得了快速发展。根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为三类:主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器、主被动混合锁模光纤激光器。本文对各类锁模光纤激光器的关键技术和研究进展作了较为详细的介绍,并展望了其应用前景。     

完全锁模半导体激光器

本文对含F-P标准具的外腔半导体激光器进行了主动锁模研究。适当选择F-P标准具参数可形成单一的纵模群振荡,并可因此得到完全锁模光脉冲。实验中得到了脉宽为13.5ps、重复频率为925MHz的光脉冲输出。     

锁模光纤激光器中偏振相关输出特性的实验研究

实验观察到非线性偏振旋转锁模光纤激光器输出的偏振相关的多波长输出现象、脉冲频谱边带及其抑制现象,以及多重偏振态导致的脉冲序列峰值调制现象.分析了这些与偏振相关的输出特性的物理成因,指出多波长锁模脉冲输出现象源于激光器中器件的保偏尾纤提供了多个偏振光程;锁模脉冲频谱边带现象源于由色散波同锁模脉冲内与其偏振态相同的脉冲内部成分干涉的结果,通过调整激光偏振态使锁模脉冲演化成矢量孤子就可消除频谱边带问题;时域脉冲序列的峰值调制现象源于激光器中偏振片周期偏振调制导致的矢量孤子多重偏振态.     

基于小波分析的脉冲激光回波信号分离方法北大核心CSCD

针对脉冲激光引信易受战场烟尘粒子后向散射回波干扰的问题,提出了一种基于小波分析的激光回波信号分离方法。通过Mie散射理论和蒙特卡洛方法,建立烟尘环境脉冲激光传输与接收理论模型,模拟含有噪声的激光回波信号。在回波信号分离过程中,首先通过基于阈值的小波去噪方法,去除激光回波信号噪声。再采用峰锐化算法提高回波信号的峰分辨率,解决波峰重叠度过高的问题。最后,对锐化后的回波信号进行连续小波变换,得到波峰峰位参数,并根据峰位值求解出最佳高斯拟合波形,得到峰强及峰宽信息。实验结果表明,利用连续小波变换求解出的回波峰位值偏差在7.9%之内,通过高斯函数拟合得到的峰宽值误差小于2.71%,峰强值误差小于1.82%。该方法通过对烟尘环境脉冲激光回波进行解析实现目标反射回波和烟尘后向散射回波的有效分离,可为实际战场环境脉冲激光引信抗烟尘干扰提供理论参考。     

基于激光动态探测机理的目标回波特性

针对激光近程全向动态探测问题,基于激光动态扫描探测机理,在激光近场探测理论基础上,推导出基于激光动态探测机理的目标回波轮廓波形方程,分别从理论推导和实验分析两方面入手,研究了目标回波特性影响机理。结果表明:随着发射功率的增加,回波信号幅值提升幅度较大,脉宽压缩;随着激光发射脉宽的增加,回波信号幅值呈现快速下降,且脉宽展宽;随着光束发散角的提高,回波幅值缓慢降低且脉宽展宽;随着目标距离的增加,回波信号幅值迅速降低且脉宽展宽。     

基于小波阈值法的激光雷达回波信号去噪研究

为了对激光雷达探测回波信号去噪进行研究，基于小波阈值法分析了激光雷达发射和探测回波信号，创建了基于MATLAB仿真平台的模型, 研究了阈值法中选择各参量的策略，结合激光雷达信号和噪声特性，选取了去噪处理中的最佳参量，并进行了4种阈值策略的仿真实验，实现了对探测回波信号中目标信号的有效提取和去噪。结果表明，对于低信噪比信号，同一基函数分解层越高去噪效果越好，在分解层数j为4~5时去噪效果最好; 对于高信噪比信号，同一基函数分解层越低去噪效果越好，在j=3时去噪效果最好，并且信号db9基函数去噪效果好于db2基函数去噪效果。此研究获得了较为理想的去噪结果。     

基于激光导引头信号的并行高速FFT算法设计

为了减少激光半主动武器中测量光学器件光斑点坐标时噪声和干扰对探测精度影响、增加脉冲信号的测量带宽、提取信号的有效值,同时克服串行快速傅里叶变换（FFT）运算耗时及时间复杂度较大的问题,基于多核和并行架构的SoC-FPGA平台以及OpenCL软件,提出了实现并行FFT的计算方法。结果表明,利用该方法可使FFT（1-D）的时间复杂度下降到原来的1/Q,得到了较好的加速效果;通过3种平台（先进精简指令集微处理器、数字信号处理器和片上系统现场可编程门阵列）的运算耗时实验对比,该算法运算耗时为6.0449ms（1-D 4096点）,要比同点数其它两种平台运算耗时少。并行FFT算法不仅满足激光半主动导引头信号实时性的要求,而且可以达到去噪的效果,能有效地降低噪声和背景光的影响。     

基于目标波形模型的多脉冲激光雷达目标信号模拟

多脉冲激光雷达发射数个至数百个高重频激光照射目标,利用多脉冲回波累加实现信号积累。多脉冲激光目标检测性能的验证需要基于目标回波波形模型的动态目标信号模拟。脉冲激光目标回波波形可以由激光发射、信道传播、目标反射等环节之间的卷积传递关系加以建模。文中首先通过建立各环节的数学描述得到了回波波形的连续卷积模型。接着,针对积分解析模型不利于工程实现的问题,基于发射脉冲距离分辨单元提出了离散算法实现特定外形目标激光回波波形序列的直接计算。结合远程飞机目标的回波信号仿真,指出了回波波形与目标特性的内在联系,并通过实验进行了可信性验证。最后,应用文中模型及方法给出了多脉冲激光雷达动态目标模拟器的研制实现,为开展多脉冲激光目标检测研究提供必要的验证测试条件。     

多望远镜信号接收的激光测距系统探测能力

地面激光测距站向空间目标发射激光信号后,其反射的回波信号达到地面站时将覆盖一定范围,通过设置多台望远镜接收信号,有利于提升对激光信号探测能力。根据激光雷达测距方程及信号探测概率,分析了多望远镜信号接收系统的探测概率、提升效果以及等效接收能力。利用中国科学院上海天文台相距约60 m、口径分别为1.56 m和60 cm双望远镜系统,通过双望远镜同时接收卫星的回波信号,研究了双望远镜信号接收系统探测能力。相比原60 cm口径望远镜系统,单位时间内激光回波数增加了四五倍。考虑到1.56 m口径望远镜激光测量性能,双望远镜可等效于一台口径约1.61 m望远镜系统接收能力,验证了多望远镜信号接收可行性和技术优势。分析了多望远镜系统对轨道高度1 000 km、直径10 cm非合作目标测量能力及所需望远镜台数,使该测量技术在微弱信号探测与大口径望远镜激光测量中将会发挥重要作用。     

基于激光测量的高速非接触角度检测技术研究

提出了一种基于光学三角法测距原理的高速非接触光学角度测量方法,利用两个激光位移传感器测量物体具有角度变化时产生的位移,实时计算得到物体一维运动角度,在摇摆台上进行角度范围及精度的实验,并使用光纤陀螺进行角度实时同步测量,通过最小二乘拟合法对误差进行补偿。实验结果表明,该系统的角度测量范围±10°,角度测量精度±0.005°,测量频率2000 Hz。该角度测量技术使用非接触光学测量方法,对被测物体表面无损伤。     

基于模拟自相关方法的微弱激光脉冲信号检测

激光测距以其高空间分辨率、高灵敏度、全天候等优良特性在主动遥感领域倍受青睐。激光测距仪的灵敏度(最大测程)主要取决于激光发射能量、有效接收光学孔径和系统信噪比。在激光发射能量和有效接收光学孔径受到限制的情况下,如何降低系统噪声,将微弱的激光脉冲信号从噪声中提取出来,成为至关重要的问题。从激光测距的原理出发,分析了各种微弱信号的检测方法,得出相关法是一种简单实用的方法。通过自相关与互相关的对比,决定采用模拟自相关法来进行微弱激光脉冲信号的检测。给出模拟自相关法检测电路并对其进行了试验。试验结果表明,使用模拟自相关法的最小信噪改善比为4.5,灵敏度为未经过模拟自相关检测的3.16倍。     

Real-time target recognition system simulation based on laser near-field detection

This paper constructs a simulation system of near-field laser imaging for 3D grid model of target, provides some methods for the key problems, such as the modeling of target and laser transceiver, the calculation of laser echo power, the imaging algorithms and so on. A target image library is established by a new imaging method in any rendezvous conditions. The four real-time recognition algorithms which are efficient and suitable for hardware implementation are presented at the conditions of the image incompleteness, intensive noise and arbitrary attitude of target. The experimental results show that all the four algorithms can independently recognize the target effectively and a better recognition effect is obtained by the integration of four algorithms.     

基于相关检测的远距离激光测距方法

在激光测距过程中,信号的发送功率不能无限的增大,这导致在远距离测量时,接收的光信号已十分微弱,淹没在噪声之中。文中对噪声和信号的统计特性进行了深入的研究后,利用噪声和信号相关特性不同的特点,设计出相关器来检测出长距离测量时的回波信号。利用FPGA强大的数字信号处理能力实现了长距离的激光测量。