百微米精度的单光子测距

本文发展了一种基于高精度单光子探测器的激光测距方法,实现了百微米量级精度的非合作目标激光测距.单光子测距系统引入参考位置,有效地抑制了系统延时漂移,使光子飞行时间测量精度达到0.5 ps,在2 m测距距离处,单光子测距系统的测距精度达到65μm@RMS.这项工作达到了当前脉冲飞行时间测距最高精度水平,为远距离非合作目标高精度测距和成像提供了一种有效的技术.     

基于时间转换数字技术的激光测距仪设计

脉冲式激光测距仪通过测量激光脉冲的往返飞行时间来求得目标与测距系统之间的距离,而激光飞行时间的测量精度是影响测距精度的最关键因素;文章研究了激光回波信号处理电路,采用TDC_GP21(时间数字转换芯片)设计了时间间隔测量模块,详细介绍了TDC_GP21的测时原理与工作流程,设计的测距仪采用TMS320F2812作为主控芯片以提高系统的数据处理速度;实验结果表明,该激光测距仪结构简单,操作方便,测量范围为75 m~5 km,测量精度为±1 m,成本低,能够满足航空航天领域中对于空间目标的测距需求。     

基于FPGA的高精度时间间隔测量方法研究与实现

针对脉冲激光测距机的飞行时间间隔测量,介绍了基于FPGA实现高精度时间间隔测量的系统结构及关键技术。利用FPGA内嵌锁相环PLL可得到高速时钟的不同相位输出,可产生稳定的等间隔时间延迟,可实现对短时间间隔的量化测量,达到了优于纳米量级的测量精度。通过与数字插入法相结合,使系统的测量范围达到了200ns～43s。     

激光应用 激光测量

P225．2 2005042648 基于FPGA的数字相位计在煤矿提升机激光测距系统中的应用=Research of digital phasometer based on FPGA in laser range system of mine hoister[刊,中]／周孟然(中科院安徽光机所．安徽,合肥(230031)),刘文清…／／光学技术,-2005,31(2),-179-181 介绍了用于矿井提升机红外激光位置跟踪系统中的一种新型数字鉴相器的研究方法。该方法是基于现场可编程门阵列(FPGA)器件,并运用快速傅里叶变换(FFT) 算法完成的。阐述了在实时高速测量场合运用FPGA器     

激光测距用半导体脉冲激光测头的研究

研究了激光测距用半导体脉冲激光测头。通过对基于脉冲激光测距原理的半导体脉冲激光器的参数测量分析,研究了半导体脉冲激光的发射和接收。通过优化光学镜头组合,对半导体激光分散光束进行了平行准直。通过开发脉冲激光驱动电路、光电探测接收放大电路和半导体脉冲激光测距实验装置,研制了满足中距离激光测距要求的半导体脉冲激光测头。     

激光应用 激光军事应用

P225．2 2005053413 风冷免调固体激光器在军用激光测距机中的应用=An adjustment-free air-cooled solid-state laser for laser rangefinders[刊,中]／张兴民(中国电子科技集团公司第 27所．河南,郑州(450005))∥电光系统．-2005(2)．-42- 43,46 主要介绍风冷免调固体激光器在军用激光测距机中 技术设计原理,并对关键参数进行了优化设计,与主动调 Q激光器组成的激光测距机作了实际比较。得出免调固 体激光器组成的测距机性能稳定、可靠、环境适应能力强。 图1表2参2(严寒)     

提高近程运动目标实时测距性能的方法研究

为了提高机场泊位引导系统中激光测距的精度和频率,对测距方法、脉冲展宽的影响、系统接收信噪比、接收带宽、阈值设定方法等几个方面进行了研究。通过改进自触发脉冲飞行时间激光测距法,提高发射信号峰值功率,采用合适滤波器、减小接收系统带宽、设置自适应阈值等手段有效提高了测距系统对近程运动目标的测距性能。采用半实物仿真手段进行动态测距实验,结果表明,测距机的动态测量精度小于2cm,满足泊位系统测距性能的要求。     

激光应用 激光测量

P225．2 2006065054光束入射角对角锥合作目标激光测距的影响=Effect of beam incident angles on trihedral corner reflector laser ran- ging[刊,中]/陈浩(哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江．哈尔滨(150001)),谭久彬//光电子·激光．-2006,17(8)．-986-988为了掌握光束入射角对角锥合作目标激光测距接收功率的影响规律,分析了光束入射角和角锥棱镜反射器有效反射面积的关系,利用有效反射面积推导了角锥棱镜反射器的激光雷达横截面(LRCS)随光束入射角变化的理论公式,进而得到激光测距系统接收功率随光束入射角变化     

基于飞秒激光平衡光学互相关的任意长绝对距离测量

大尺度、高精度的绝对距离测量在卫星编队飞行、自由空间通信、大尺寸工件检测等前沿应用中具有举足轻重的作用．本文利用飞秒激光脉冲的飞行时间方法对一段52m的大气传输路径进行了绝对距离测量．通过平衡光学互相关技术探测目标反射脉冲与参考脉冲之间的时间误差,并利用得到的平衡互相关电压信号反馈控制谐振腔长,将脉冲间隔的整数倍精确锁定至往返距离,最后由飞秒激光的重复频率确定目标反射脉冲的飞行时间．这一测量方案有效地避免了直接光电探测造成的飞行时间分辨率的损失．实验中,采用工作在1．04μm波段的高重复频率掺Yb锁模光纤激光器作为飞秒激光源,在1S的平均时间下获得了12nm的测量精度．     

消除激光接收中的荧光干扰

在固体激光器中,都是用闪光灯抽运法激励工作物质。一股,闪光灯的闪光时间在10~(-4)～10~(-3)数量级,在此期间,激光工作物质发出荧光,它在谐振腔来回反射,被激光工作物质放大,由前反射镜输出所需要的激光脉冲,激光脉冲的持续时间在10~(-8)数量级。激光测距机包括有发射光学系统和接收光学脉冲系统,一般这两个系统靠得很近,激光脉冲通过发     

提高短距离脉冲式激光测距精度的研究

脉冲式激光测距机因其结构简单、非合作目标、测量速度快、测量距离远等特点,被广泛应用于军事,遥感,工程建设等领域。但脉冲激光测距在短距离(100m内)测量中相对误差较高,大大限制了脉冲激光测距在短距离测距中的应用。针对短距离脉冲激光测距误差进行分析,采用单片机控制TDC-GP2芯片在一个测量周期内进行多次测量,然后通过单片机计算取其平均值后输出,结合自动增益控制(AGC)技术、温度控制技术、以及雪崩二极管(APD)接收放大技术等,大大地提高了短距离脉冲激光测距的精度。     

中法激光时间比对和探测基本物理的相关空间计划

激光时间比对T2L2(Time Fransfer by Laser Link)是法国蔚蓝海岸天文台(OCA)和法国空间中心(CNES)进行的新一代的时间传递计划,将于2008年年中随Jason-2卫星发射上天,并开始观测.它利用激光脉冲在空间的传播来实现地面-卫星,地面-地面远距离时钟的同步,精度比现有的微波比对方式提高1～2个数量级.中国拥有5个固定激光测距站和2个流动激光测距站,基于良好的地理位置和巾法双方比较成熟的激光测距技术,中法激光站之间的时间比对和中国内部激光站之间的时间比对是该计划的重要内容.本文系统描述了T2L2的主要内容和关键技术,初步估算了该计划的精度和稳定度,对中法之间的时间比对做出了初步的观测规划.同时,简单介绍了目前世界上精密时钟的发展现况、F2L2的应用前景及正在研究中的TIPO、ASTRODI、ACS、EGE等探测基本物理的相关空间计划.     

高分辨率调频连续波激光绝对测距研究

大空间精密测量在重大装备制造、空间科技、国防工业等方面发挥着重要作用,激光高精度绝对长度测量是大空间精密测量领域的重要研究课题.调频连续波激光测距是近年来激光绝对测距研究的热点,它克服了脉冲法测量分辨率低和相位法激光测距存在2π缠绕模糊度问题的缺点,有着测量精度高、量程大的优点.本文研究了调频连续波激光测距的原理,分析了影响其测距分辨率的主要原因,证明了利用等光频间隔采样来抑制激光调制非线性对测距结果影响的可行性.该方法可以提高测距分辨率,且系统构成简单、实用性强.搭建了光纤调频连续波激光测距系统,并加入了辅助干涉光路对测量信号进行等光频间隔采样.利用该系统进行了测距分辨率实验,实验结果表明,本系统测量分辨率可以达到50μm,测量范围达到了10m.     

基于自混合效应的激光测距仪设计

给出了一个基于自混和效应的激光测距仪设计。通过使用差频模拟锁相环（APLL）独特的优点来处理信号,明显地提高系统的测距精度和扩大测量的动态范围。同时通过选取合适的三角波电流调制频率fm=400-600Hz．来对测量系统的性能进一步的进行了优化。实验结果表明,当采样时间是0．1s时,整个系统的测量动态范围也能达到50-500mm,且精度为2mm。     

基于正交调制的激光测距系统和解模糊方法（英文）

提出一种基于正交调制的激光测距系统,该方案与传统的二次混频方法相比,提高了相位测量精度并简化了系统的硬件设计,针对距离测量过程中的距离模糊问题,提出了一种基于超定方程组的距离解模糊算法,避免了对最优解的搜索,最后使用2台K60激光测距仪和3台基于本方案的测距仪在精度为0.18mm的国家标准基线上进行对比试验,结果显示,测距时间少于1.8s,平均测量误差在2mm以内,在60m的量程内测距标准差在1mm以内,验证了该方案相比较传统的方法具有更高的测量精度和速度。     

基于正交调制的激光测距系统和解模糊方法

提出一种基于正交调制的激光测距系统,该方案与传统的二次混频方法相比,提高了相位测量精度并简化了系统的硬件设计,针对距离测量过程中的距离模糊问题,提出了一种基于超定方程组的距离解模糊算法,避免了对最优解的搜索,最后使用2台K60激光测距仪和3台基于本方案的测距仪在精度为0.18 mm的国家标准基线上进行对比试验,结果显示,测距时间少于1.8 s,平均测量误差在2 mm以内,在60 m的量程内测距标准差在1 mm以内,验证了该方案相比较传统的方法具有更高的测量精度和速度。     

激光器件 气体激光器

TN248．22 2005010123 板条波导CO2激光器的脉冲输出及声光调制特性研究= Study on the pulse output and audio-optical performance of the slab waveguide CO2 laser[刊,中]／曹秋生(中国电子科技集团公司第27研究所．河南,郑州(450005))／／电光系统．-2004(1)．-9-13 研究了射频激励板条波导CO2激光器输出光束的质量特性和脉冲特性,给出实验结果。分析表明其具有优良的光束质量特性,而其时间脉冲特性与放电脉冲的重复频     

激光、激光技术 激光应用 激光测量

P225.2 2006032085脉冲式激光水下测距数字检测技术研究=Study of digitaldetection of underwater laser pulse ranging[刊,中]/张小龙(华北光电技术研究所.北京(100015)) ,眭晓林…∥激光与红外.—2006 ,36(2) .—96-98针对激光水下测距信噪比低、回波信号提取困难的问题,采用数字检测技术进行处理,大幅提高了检测信噪比和激光水下测距能力,同时拓宽了激光测距的应用范围。图5参5(于晓光)TB92∥TN247 2006032086微器件表面3D形貌的新型微/纳米探头测量系统=Aninnovative micro/nano probe measurement system for 3Dprofile of microc…     

脉冲激光测距回波信号时间选通处理技术

为了降低高重频脉冲激光测距回波信号的误识别率,提高测距性能,对高重频脉冲激光测距回波信号调理技术进行深入研究。采用FPGA作为主控芯片,产生激光调制脉冲,并根据被测距离3.33 μs～33.33 μs时间选通方波信号,驱动开关芯片产生与量程关联的时间波门,有效滤除脉冲回波中的干扰脉冲,该方法改进了常规脉冲激光测距信号处理系统的自动增益控制环节。测试实验结果表明:在脉冲回波信号60 dB的动态范围内,可有效滤除回波信号中引入的干扰脉冲,极大地降低了干扰脉冲误识别造成粗大误差的可能性。该方法可推广应用于脉冲激光测距信号处理系统,使系统测距精度提高12.6%。     

高频共振预探测多脉冲激光测距方法

在无合作目标激光测距中,提出了一种高频共振预探测和多脉冲相关处理对远目标距离进行高精度测量的技术方案.脉冲回波光电流信号经高频共振预探测电路进行放大滤波处理并转换为包含高精度定时特征点的高信噪比的双极性衰减振荡脉冲信号;之后利用多脉冲相关处理构造出的新脉冲函数进一步改善其信噪比.理论计算结果表明:最小可探测光脉冲电流仅为17 nA,与直接探测脉冲方法相比信噪比可提高60倍;在回波光电流脉冲峰值1:10000的动态范围内,走离误差小于0.1 ps.根据此原理研制出了脉冲激光测距仪,仪器在激光发射平均功率约为1 mW时,无合作目标测程大于2000 m,在1.5—300 m范围内测距精度达到±(3 mm+2 ppm),远目标测距精度为±(10 mm+10 ppm).该测距仪系统已用于全站仪产品中.