基于瑞利激光导星的大气湍流廓线测量仪设计

对基于瑞利激光导星的大气湍流廓线测量系统进行了研究,系统利用脉冲激光在测量区域大气层内不同高度形成信标星,以此测量地面至信标星之间的大气湍流信息。本文在分析瑞利激光导星湍流廓线测试的原理和系统组成基础上,对系统关键参数进行了优化选取,并设计了激光发射系统和差分像移接收系统,最后对系统性能进行评估。结果表明:系统可对地面高度0.2~10 km范围内的大气进行湍流廓线测量,该技术在地基天文观测、星地激光通信、地基激光武器领域具有重要的应用价值。     

具有开窗ロ功能的高帧频面阵CCD时序驱动研究

随着机器视觉技术的不断发展和光电检测领域实际需要的变化,在许多检测环境下要帧频非常高的面阵CCD相机系统。而市面上常见的科学级相机帧频大都在几十赫兹,这对于环检测带宽要求非常高的系统来说远远不够。能否大幅提高检测环节的带宽,成为闭环检测系能否实现的关键。针对这样的情况,研制了具有“开窗口”功能的面阵CCD相机,该技术通过减输出像元个数,只输出包含有检测信息的有效像元信号,从而缩短水平位移输出时间,最终提高相机的帧频。本文阐述了使用面阵CCD TC237来实现开窗口功能的时序驱动方法及其对帧频响的研究。根据窗口开设的大小和位置的不同,帧频可以提高到几百至几千赫兹。     

高速率空间激光通信系统及其应用

经过二十余年的快速发展,空间激光通信的研究重心逐渐从高精度ATP分系统向高速率通信分系统转移.紧密跟踪空间激光通信的国际发展最新动态,从通信带宽和链路功率两个方面,针对通信发射单元、接收单元和信道特性,分析了提高空间激光通信传输速率的技术难度与途径,分别阐述了波长1 550 nm、基于EDFA功放和前放技术,空间相干技术,光偏振复用技术,光波分复用技术的基本原理、性能指标及关键技术,为高速率空间激光通信提供了技术参考.     

基于CCD的光斑能量分布测量及特性分析

光纤技术应用于自由空间激光通信系统有诸多优点,而且应用前景广阔。空间光与光纤的耦合效率问题是其应用中的首要问题。本文论述了光斑半径与耦合效率的关系,对有无大气影响时的光斑形状进行的仿真,分析了大气湍流对光斑形状以及半径的影响,采用CCD对激光光斑进行测量,分析CCD采集到的激光光斑的能量分布、光斑半径等特性,特别针对当采集到的光斑中央最大光功率超出CCD的探测范围,根据已知的光斑能量分布,推算出光斑中央的光功率,用以拟合出实际光斑能量分布,确定光斑半径大小。对光斑半径大小的研究有助于合理选择光纤的芯径及数值孔径,评估空间光到光纤的耦合效率。     

激光通信精跟踪中PZT驱动器非线性的研究

为了保证空间激光通信的顺利进行,精跟踪单元中PZT驱动器的设计至关重要。PZT驱动器具有位移分辨率高、体积小,响应快、不发热等优点,但其固有的迟滞、蠕变和非线性,严重影响了它的定位精度,本文通过采用DSP为主控单元建立闭环系统对PZT内在的非线性进行控制补偿,对实验的结果进行仿真验证。     

DPSK接收端窄带滤波器带宽的研究

通过使用Optisystem光通信软件设计了DPSK光通信接收端,信号光通过光前置放大器放大、窄带滤波器滤波、马赫哲德干涉仪延迟解调、平衡探测器探测、低通滤波器滤波和数据恢复后分析其误码率;通过该DPSK接收端仿真模型,研究通信速率在10Gb/s、信号光功率为-42dBm时,通过噪声系数为3.2dB的光前置放大器使得信号光增益达到约40dB后,对不同滤波器分别进行带宽与误码率关系的仿真研究,得出了在使用不同滤波器时的最佳带宽,对后续实验中滤波器及其带宽的选择具有重要指导意义。     

大气湍流闪烁方差与接收口径的关系测量实验与分析

本文旨在通过实验分析,测量得出大气湍流闪烁方差与接收口径的关系.通过改变接收孔径的大小,得出不同接收孔径下光强的变化,然后再统计出闪烁指数σ21.对试验测出的闪烁指数进行数据拟合,得出在不同接收孔径下,闪烁指数的变化关系;并分析得出随着口径的增加,大气湍流闪烁引起的抖动方差近似反比平方规律.由于接收口径与抖动方差并非线性关系,需要优化选取接收口径,对试验测出的闪烁指教进行数据拟合.     

面阵CCD相机驱动时序的研究

面阵CCD是应用于图像传感和非接触测量领域中重要的光电器件,在光电检测技术领域应用广泛.介绍了美国TI公司的面阵CCD TC237B的结构特性及工作原理,简要介绍了多种CCD时序驱动的方法,重点对逐行扫描单输出方式的驱动时序进行了全面、细致的分析.本文结合实际课题,使用在线可编程大规模逻辑器件实现了要时序产生电路.同时,该系统具有高可靠性、高稳定性、编程灵活等特点.     

开关电源的可靠性设计研究

对影响开关电源可靠性的几个方面作出较为详细的分析比较，从工程实际出发提出提高开关电源可靠性的方案。     

宽范围高精度无级激光能量衰减器的研究

本文介绍了激光半主动制导武器目标模拟系统中宽范围、高精度、无级激光能量衰减单元.它由大小两个棱镜、精密位移平台、控制器、光栅尺组成.其激光能量调节原理基于朗伯定律,只需改变光束穿过物质厚度,即可改变光强.系统实现激光能量的宽范围、高精度、高动态连续无级调节,与传统的激光能量大小调节系统相比较,它解决了能量变化动态范围小、线性度不好、需要多级级联等问题,同时具有结构简单、稳定性高、加工成本低等优点.使用1 064 nm激光器进行了实验与测试,并给出了设计方案及其实现过程,对激光能量大小调节的研究起到了推动作用.