CEEMDAN联合小波阈值算法在水下激光雷达中抑制散射杂波的应用

水下激光雷达回波信号中往往含有大量散射噪声.为了能够有效抑制散射噪声,提高水下激光雷达测距精度,提出了基于自适应完备噪声经验模态分解(CEEMDAN)与小波阈值相结合的去噪新方法.首先通过相关系数法对自适应完备噪声经验模态分解得到的本征模态函数(IMF)进行筛选;然后对筛选后的本征模态函数进行小波阈值去噪,进一步去除本征模态函数中的噪声成分;最后将去噪后的本征模态函数进行信号重构得到去噪后信号.将该方法应用到不同衰减系数水体的强度调制连续光水下测距实验,使用白色聚氯乙烯(PVC)反射板为探测目标,在3.75个衰减长度时,直接采用相关极值确定延时,测距误差达到19.2 cm;应用该方法处理后,测距误差减小到6.2 cm,有效提高测距精度.     

基于小波变换的激光水下测距

提出一种基于小波变换思想的水下测距方法.根据信号的能量一致性以及小波的带通滤波特性,并以二元样条插值为架构,实现信号的时频结合.该方法先将时域信号进行小波时域分解滤波,获得较为完整的时域有效信息,然后对初步处理的时域信号进行小波频域分解,通过找寻信号时频域对应的能量最值位置锁定目标,实现精确测距目的.进行不同衰减长度水体的连续光水下测距实验,分析该方法对连续光水下探测的影响.经实验验证,该测距方法在输出功率2.3 W内,成功实现对8个衰减长度内目标的准确测量,其测距精度小于1 cm.     

强度调制532 nm激光水下测距

激光水下探测在水下目标搜寻、资源勘探等领域具有重要的应用,而散射是激光水下探测面临的主要挑战.载波调制激光雷达具有抗散射、抗干扰的优点,本文利用自行研制的532 nm强度调制激光源,在3 m长的水箱中搭建激光水下探测系统. 532 nm激光源最大输出功率为2.56 W,强度调制范围为10.0 MHz—2.1 GHz,光束发散角约0.5 mrad.通过在水箱中添加氢氧化镁(Mg(OH)_2)粉末,测量了不同浑浊度下水的衰减系数.采用相位测距的方法,目标反射光的调制信号为探测信号,对激光源进行调制的电信号作为参考信号,利用相关运算获得激光的延时时间,进而可以获得水下目标的距离.最大调制频率为500 MHz时,实现了距离为4.3个衰减长度目标的探测,测距误差约12 cm.探测距离越远,测距误差越大,调制频率越高,测距精度越高.     

国产氩离子枪的研发

氩离子枪主要由离子源、加速电极、聚焦透镜和控制电源构成,可以产生并发射氩离子束,用于样品的表面清洁处理、表面刻蚀或深度分析,是表面分析和纳米科技装置中的重要构成之一。文章介绍国产氩离子枪的设计原理和测试结果,氩离子的加速电压可达2 kV,在工作距离150 mm和氩气分压为2.0×10^-3 Pa的情况下,可产生4.5 mA的氩离子束流,束斑的直径在10—20 mm之间可调。     

波也否，粒也否

波与粒子是两个用来描述物质世界的形象化概念。不管是哲学上的wave-particle duality还是字面上的wavicle,都无法掩饰我们缺乏描述自然之能力的尴尬。     

准晶体发现者Shechtman给年轻科学家的忠告

在“晶体学”发展整70周年之际,Dan Shechtman教授气势如虹地改写并扩展了“晶体”的定义。     

回归后杨振宁先生所做的五项贡献

杨振宁7 岁来到清华园,那年他父亲杨武之应聘到清华大学任算学系教授。清华大学物理系和算学系当时都在科学馆办公,科学馆是杨振宁小时候最喜欢的一个地方,尤其夏天,里面特别凉快。2003 年杨先生正式回到清华大学任全职教授。之后他创办的高等研究中心从理科楼搬回到科学馆,杨先生形容自己的人生画了一个圆。那段时间,他特别喜欢读20世纪英国大诗人T.S. Eliot的一首诗,并亲自译成中文,其中的两句是：“我的起点,就是我的终点……我的终点,就是我的起点。”“我们将不停地寻索,而我们寻索的终结,将会达到了我们的始点,从而第一次了解此地方。”