连续波CO2相干激光成像研究

本文描述一台演示性连续波CO_2相干激光成像系统,报道了单、双点源目标的相干成像实验结果,并对影响成像质量的一些因素进行了讨论.该系统稍加改进即可用于速度与三维距离成像.     

CO2相干激光轮廓成像研究

本文以自制CO_2相干激光成像的实验系统,成功地实现了相干激光的彩色轮廓成像。     

聚束非相干合成孔径激光成像雷达研究

反射层析激光成像雷达只能获得目标的二维轮廓像,不能对平面目标进行成像。报道了聚束模式下的非相干合成孔径激光成像雷达实验,在这种成像模式下,可以对二维平面目标进行图像重构。采用侧视观察的模式获取目标的角度-距离-强度信息,然后通过滤波反投影实现平面目标的图像重建,并进行了计算机仿真,证明了实验结果的正确性。该系统作为非相干合成孔径激光雷达的一种,实现了区别于目标轮廓的二维成像,具有一定的实际意义和使用价值。     

固体相干成像激光雷达实验

采用单块非平面环形激光器的本地振荡器、种子注入高重复频率Q开关Nd∶YAG激光器的功率振荡器、振镜扫描偏转和光学接收装置、控制和显示等部件构成固体相干成像激光雷达实验装置.利用该装置对目标进行了距离成像和速度测量实验.在图像分辨力为64×64时,获得了成像速度为8 fps的目标距离图像.速度测量平均误差为6%.     

激光成像雷达技术及发展趋势

简要介绍了激光成像雷达的技术特点和现状,基于成像器件基础上阐述了用于成像雷达的几种激光成像探测技术。简单论述了激光成像雷达未来的发展趋势。     

成像激光雷达系统性能的研究

如何合理而有效地设计成像激光雷达系统 ,是进行成像激光雷达系统研究的关键 ,设计时必须充分考虑各种参数之间的相互关系 ,根据所提出的指标 ,选择激光器和探测器及其它元器件。以二极管泵浦固体Nd∶YAG激光器为光源 ,以探测的统计学为基础 ,从作用距离、探测概率、虚警概率、信噪比等方面研究了成像激光雷达系统的性能 ,探讨了成像中实际影响成像像素数的因素 ,为成像激光雷达系统的研究提供必要的理论依据。     

用于空间飞行器交会对接的CO_2相干激光雷达

本文综述了用于空间飞行器交会对接的ＣＯ＿２相干激光雷达系统的功能、设计及工作原理，并提出了用于我国空间飞行器自主交会对接的ＣＯ＿２相干激光雷达的技术方案。初步研究表明，所设计的ＣＯ＿２相干激光雷达用于空间飞行器交会对接中测量目标的距离及姿态是可行的。     

成像光谱仪的光学系统设计

成像光谱仪是一种“图谱合一”的光学遥感仪器 ,以获取地球目标的详细光谱景像为目的 ,如陆地、海洋的辐射信息及大气等方面的监测等。成像光谱仪的特点是成像光谱段多、谱段不连续、位置重叠等 ,并同时存在有图像分辨率和光谱分辨率的问题 ,其光学系统是非常复杂的 ,且所要求的光谱分辨率比图像分辨率要高。详细介绍了成像光谱仪的光学系统原理、光学系统设计方法及组成部分。根据现有的技术条件 ,给出了合理的结构和设计结果 ,设计思想新颖适用     

部分相干光学成像系统的光学传递函数和像质评价准则

根据光学成像理论，建立了部分相干成像光学系统的光学传递函数。该函数与非相干成像光学系统传递函数相同，因而部分相干成像和非相干成像两者的光学系统波面像差公差标准也是相同的。这一点解释了显微镜光学系统的光学设计惯用法则：镜头像差公差标准的选择，并不因为采用成像照明方式的不同而有所差异。     

CO2激光成像雷达距离分辨率测距精度的分析与实验研究

分析了脉冲外差体制CO₂激光成像雷达系统的目标距离分辨率、测距精度和误差的主要来源.对于单个光脉冲测距来讲,信噪比(SNR)起伏引起的探测误差、脉冲前沿触发等概率分布以及脉冲建立时间的随机性等是激光脉冲外差测距的主要随机误差,其它随机误差在数量级上可忽略不计.同时利用现有的CO₂激光脉冲外差探测系统,进行了远目标测距对比实验,观测到了2355 m目标脉冲回波信号,并精确测量出CO₂光脉冲飞行的往返时间,该实验数据可用做系统误差的校正和补偿.     

基于角度-多普勒分辨的反射层析激光成像雷达研究

设计了一种基于角度-多普勒分辨的接发同轴反射层析激光成像雷达系统,给出了基本成像原理和数学表达,相应分析了目标横向距离分辨率和单个角度采样时间的关系。并在实验室平台上模拟远场衍射传输,获取探测目标的角度-多普勒分辨的反射投影图,采用滤波反投影算法实现目标横截面图像重建。此方法采用相干外差探测,可以大大提高雷达接收信号灵敏度,同时不涉及光频空间相位和时间相位,成像中没有相位匹配过程,降低了实施技术难度,具有一定的实际意义和使用价值。     

In Vivo Laser Tomographic Imaging of Mouse Leg by Coherent Detection Imaging Method

The coherent detection imaging (CDI) technique based on the optical heterodyne detection method enables selective filtering of the directional coherent retaining emergent photons from biological tissues with a highly scattering nature. Therefore, the CDI can acquire on-axis information in the transillumination mode and use the same data-acquisition protocol and reconstruction algorithm as those in X-ray computed tomography (CT). Although the CDI-based laser CT cannot image thick subjects such as the head and chest, it can delineate subjects with a thickness up to several cm at a spatial resolution of sub-millimeters. We are planning to apply the technique to early diagnosis of rheumatoid arthritis (RA). Here, we performed an experiment using mice to confirm the feasibility. We compared in vivo CT images at the level of ankle joints of two mice, one normal and the other with collagen induced arthritis (CIA) as an RA model, and demonstrated that there occur significant discrepancies between the two distributions of image intensities, i.e., reconstructed scattering coefficients in each region of interest (ROI) prepared. We suggest that combining the morphological information with the quantitative information can be effective for early diagnosis of bone diseases and disorders such as rheumatoid arthritis.     

Optical Imaging System with LaserGated Brightness Amplifier

l.IntroductionTheideaofusingahigh-gainactivemediumtoformbrightness-enhancedmicroscofr-.icimageswasproposedmorethan2oyearsago[1:.Introductionofbrightnessamplifierintousua1oPticalsystemwouldPermittoovercomethewellknownrestrictionaccordingtowhichthebrightnessattheoutputoftheopticalsystemcannotexceedthatatthein-put[zJ.SomepulsedmetalvaporlaserssuchasthecopPervaPOrlaser(CVL)havebeenusedasimage-brightnessamplifiersinvariousopticalprojectionsystem[3j-lnthiscase,wecanbenefitfromthattheactivemedium…     

脉冲相干激光雷达的散斑成像模型及其散斑噪声压缩

推导了脉冲相干激光雷达的散斑成像模型,证明了脉冲相干激光雷达图像中散斑噪声的乘法性质。根据其统计规律,提出一种新的用于散斑噪声压缩的并行加权均值多方向形态滤波算法。模拟结果表明此算法既有 地压缩了散斑噪声又保持了图像的几何结构,并且通过比较,证明其优于Safa的多方向形态滤波算法。     

脉冲相干激光雷达测距信号研究

对脉冲激光雷达外差测距信号进行了研究，理论上，采用调Q激光脉冲的数值计算波形，研究了脉冲激光经远处目标漫反向后进行外差接收的波形及其傅里叶变换频谱成分。实验上，研究了可调谐电光调Q射频激励波导CO2激光器脉冲激光经目标反射后的外差波形及其傅里叶变换频谱成分，并计算了目标的距离，理论分析与实验结果一致。     

Transillumination Laser Computed Tomography System with Fiber-Optic-Based Coherent Detection Imaging Method - High Spatial-Resolution and Quantitative Tomographic Imaging of Highly Scattering Objects -

We recently proposed and developed a novel transillumination laser computed tomography (CT) imaging system using a fiber-optic method based on coherent detection imaging (CDI) for biomedical use. Use of optical fibers enables portability and robustness against environmental changes in a room, such as variable temperature, air-flow shifts, and unexpected vibrations. In addition, motion-artifact-free images can be obtained because measurements can be performed with the object fixed. In the present paper, we experimentally investigate in detail the fundamental imaging properties of the system, which has a spatial resolution of 500 μm, a dynamic range of approximately 120 dB, and a minimum-detectable-optical power of 10⁻¹⁴W as a result of the excellent properties of the heterodyne detection. Based on experimental observations, the proposed system can reconstruct tomographic images of highly scattering objects in the transillumination mode, similar to X-ray CT, at sub-millimeter spatial resolution and with quantitativeness. Finally, we demonstrate with experiments using a physical phantom that the imaging system possesses high resolution and quantitative imaging abilities for highly scattering objects.     

光学相干层析系统相干传递函数研究

在弱物体近似下从成像系统角度对光学相干层析测量技术进行了理论研究。分析了该技术测量样品纵深结构时图像的形成机理。结果表明它相当于一复振幅线性平移不变系统，从而可用相干传递函数描述系统性能，所得相干传递函数表明系统具有低通特性，半峰值带宽△ｋ＝２△λ／λ＾２。由于物体频谱整体平移了１／λ，测量的是纵向结构的高频信息。本文的工作为定量分析光学相干层析对未知结构的测量结果及进一步提高空间分辨率提供了理论     

PCB板TEA脉冲CO2激光微孔研究

印刷电路板（PCB）微孔技术是实现高密度互联技术的关键,我国在这方面的研究还刚刚起步,所采用的激光器基本依赖进口,投资成本高,后期维护费用昂贵。研究了聚焦透镜焦距、激光腔内结构、外光阑、扩束系统及其组合方式对PCB激光微孔特性的影响,通过对国产的TEACO2脉冲激光器的激光光束输出模式进行改善、光学系统进行优化,得到了直径在φ170μm以下、孔形良好的微孔。