地-星上行激光通信中大气折射及色散引起的对准误差

在地一星上行激光通信中,大气折射引起激光束传播方向偏折,使激光束更难对准卫星.根据大气温度垂直分布的线形分段模型,采用数值迭代方法计算了大气的折射及色散.分析了在天顶角、地面站海拔高度、超前对准及激光波长等参数影响下,大气折射及色散引起的对准误差.研究结果表明:对于波长范围较大的多波长激光通信系统,需要考虑大气色散引起的对准误差.     

基于线型激光的钢板表面缺陷三维检测技术

提出将线型激光束垂直投射到钢板表面,通过面阵CCD摄像机采集激光线在钢板表面的图像来计算表面缺陷深度的三维检测方法.利用中点法对激光图像进行细化,并根据稳定点判别依据提取激光线形.采用分区标定方法对摄像机进行标定,由空间还原思想恢复激光线形的空间坐标.根据扫描投影的方法选择理想表面方向作为缺陷深度计算的基准,实现对缺陷深度信息的定量计算.通过对缺陷样品验证的结果表明,采用该方法得到的计算值与实际值非常接近.     

Quickbird遥感影像提取建筑物阴影信息的方法改进

在分析Quickbird遥感卫星图像上多出建筑物阴影与其真实高度的对比关系中,进行了城市建筑物高度信心提取方法的进一步的精确和改进,并且以曹妃甸典型建筑物高度信息提取为例,更加精确地提取出建筑物的阴影和高度信息,从而体现出遥感卫星图像在城市规划中越来越重要的作用.     

卫星光通信中接收天线的性能分析

为了获得高性能的接收天线以改善卫星光通信的系统性能,基于电磁波辐射理论,分析了接收光学天线的重要参数,研究了卫星光通信中使用单个光学天线及光学天线阵的性能.对单个光学天线的设计进行了优化,分析了单个光学天线及光学天线阵的相关参数之间的关系.通过仿真,不仅论证了星间激光通信需要极精确的指向角度,且可得出结论,在星间激光通信系统的光学终端中使用光学天线阵具有更大的优势.     

地—星上行激光通信中大气折射及色散引起的对准误差

在地—星上行激光通信中,大气折射引起激光束传播方向偏折,使激光束更难对准卫星。根据大气温度垂直分布的线形分段模型,采用数值迭代方法计算了大气的折射及色散。分析了在天顶角、地面站海拔高度、超前对准及激光波长等参数影响下,大气折射及色散引起的对准误差。研究结果表明：对于波长范围较大的多波长激光通信系统,需要考虑大气色散引起的对准误差。     

液体中激光束对热弹声源影响的研究

由光声热弹性的基本方程出发 ,从理论和实验上研究了液体在激光直接照射下产生超声波时激光束半径对声源的影响 .在二维情况下 ,忽略热扩散效应 ,利用汉克尔积分变换法和最陡下降法 ,求解热扩散方程和波动方程 ,得出了位移的解析表达式 .讨论了激光束半径对声源指向性的影响 ,并用数值计算方法和绘图软件 ,画出激光束半径对声源指向性影响的理论曲线图 .     

自然地表测距残差对激光测高系统的在轨检校

针对星载激光测高系统,提出一种基于自然地物表面测距残差分析的星载激光测高仪系统误差的在轨检校方法,该方法在已知地表先验模型的前提下推导出测距模型,根据推导的测距模型利用测距残差分析,对激光指向角误差及测距误差进行检校.相较于海洋扫描的测距残差分析方法,该方法利用了残差分析进行检校,但检校场不再局限于平静的海面,且避免了姿态机动;相较于自然地物表面的检校方法,利用了自然地物表面作为检校场,建立的误差模型更直观地反映出激光指向角对测距值的影响.仿真结果表明:该方法能较好地对激光指向角误差及测距误差进行检校,使假定系统误差值与系统误差检校值的偏差值优于12%.     

基于红绿双色多线激光的三维深度图像系统

提出了一种基于红绿双色多线激光的结构光法,利用高速振镜（速度大于30Kpps）和可编程驱动电路,在空间中构造出红绿间隔的多条线结构光。通过此种方法产生的多线结构光,由于红绿两种激光光束成像在后期的去背景处理以及特征提取中容易分辨,因此提高了系统的精度。高速振镜结合可编程驱动电路,可以精确的控制所成光束的功率、波长（颜色）、宽度、数量,利用编程驱动程序在极短时间内改变多条线结构光的形态,运用不同的结构光（如垂直结构和水平结构两种正交结构光）对目标空间进行多次扫描成象,有效的避免了物体的轮廓（边界）与激光束平行时无法检测的问题。分析了在此结构光的基础上,如何对所获得图像进行后期处理,从而获得目标物体的深度图像。     

一种基于图像的套印参数测量方法

提出了一种新的基于图像套印参数的检测方法.该方法在应用蜂窝分裂法实现图像量化的基础上,确定色标分割的颜色中心和阈值距离.经过计算色标质心间横向和纵向距离得到印刷套印偏差参数.经过计算色标与标准图像颜色的色差,建立色度与密度的转换关系,将色度值转换为对应的密度值,由网点参数与供墨系统的数学模型,计算出被检测处的实际墨量.理论分析与实验结果均表明:套印偏差检测精度高,有利于提高套印的准确性,油墨的质量和供墨量的实时检测,有利于实现墨量的自动控制,保证印刷图像整个画面阶调和色调的正确复制.     

揭开地球板块移动之谜

在日本和歌山县太地附近,有一座海上保安厅的下里航道观测站。每当大地测量卫星露出地平线,这座观测站的激光测距仪就会向它发射绿色激光信号。而大地测量卫星表面安装着大量棱镜,可将射来的激光束按原方向反射回去,精确测量激光束从观测站发出和返回的时间,就可以十分准确地计算出观测站与卫星的距离。就是说,利用这种方法可以求得观测点的精密地理位置。这种方法称为“人造卫星激光测距”。从1982年以来,下里航道观测站就一直在从事这种精密测量,以确定日本     

激光家族中的一氧化碳激光器(英)

描述了作为激光光谱分析仪中光源的纵向直流激励自持放电小功率宽频带可调谐一氧化碳激光器,并给出了有关高功率一氧化碳激光器的发展概况．在所描述的一氧化碳激光器中,有相当一部分是由作者在近20年中研制成功的．最后给出了5μm波段一氧化碳激光器和10．6μm波段二氧化碳激光器在金属切割方面的比较实例,并指出了在一氧化碳激光器研究领域尚需解决的问题．     

飞秒激光和大功率激光的发展与应用

综述了激光技术的新发展和研究的热点,重点论述了飞秒激光技术的最新发展和它在生命科学、基因工程、信息科学、超微细加工及物理学等领域中的应用以及大功率激光技术的发展和它在国防军事领域中的应用。     

Ultra-broadband semiconductor laser

The fundamental mechanism behind laser action leads in general only to narrowband, single-wavelength emission. Several approaches for achieving spectrally broadband laser action have been put forward, such as enhancing the optical feedback in the wings of the gain spectrum, multi-peaked gain spectra, and the most favoured technique at present, ultrashort pulse excitation. Each of these approaches has drawbacks, such as a complex external laser cavity configuration, a non-flat optical gain envelope function, or an inability to operate in continuous mode, respectively. Here we present a monolithic, mid-infrared 'supercontinuum' semiconductor laser that has none of these drawbacks. We adopt a quantum cascade configuration, where a number of dissimilar intersubband optical transitions are made to cooperate in order to provide broadband optical gain from 5 to 8 microm wavelength. Laser action with a Fabry-Pérot spectrum covering all wavelengths from 6 to 8 microm simultaneously is demonstrated with this approach. Lasers that emit light over such an extremely wide wavelength range are of interest for applications as varied as terabit optical data communications or ultra-precision metrology and spectroscopy.     

Raman injection laser

Stimulated Raman scattering is a nonlinear optical process that, in a broad variety of materials, enables the generation of optical gain at a frequency that is shifted from that of the incident radiation by an amount corresponding to the frequency of an internal oscillation of the material. This effect is the basis for a broad class of tunable sources known as Raman lasers. In general, these sources have only small gain (approximately 10(-9) cm W(-1)) and therefore require external pumping with powerful lasers, which limits their applications. Here we report the realization of a semiconductor injection Raman laser designed to circumvent these limitations. The physics underlying our device differs in a fundamental way from existing Raman lasers: it is based on triply resonant stimulated Raman scattering between quantum-confined states within the active region of a quantum cascade laser that serves as an internal optical pump--the device is driven electrically and no external laser pump is required. This leads to an enhancement of orders of magnitude in the Raman gain, high conversion efficiency and low threshold. Our lasers combine the advantages of nonlinear optical devices and of semiconductor injection lasers, and could lead to a new class of compact and wavelength-agile mid-and far-infrared light sources.     

Terahertz semiconductor-heterostructure laser

Semiconductor devices have become indispensable for generating electromagnetic radiation in everyday applications. Visible and infrared diode lasers are at the core of information technology, and at the other end of the spectrum, microwave and radio-frequency emitters enable wireless communications. But the terahertz region (1-10 THz; 1 THz = 10(12) Hz) between these ranges has remained largely underdeveloped, despite the identification of various possible applications--for example, chemical detection, astronomy and medical imaging. Progress in this area has been hampered by the lack of compact, low-consumption, solid-state terahertz sources. Here we report a monolithic terahertz injection laser that is based on interminiband transitions in the conduction band of a semiconductor (GaAs/AlGaAs) heterostructure. The prototype demonstrated emits a single mode at 4.4 THz, and already shows high output powers of more than 2 mW with low threshold current densities of about a few hundred A cm(-2) up to 50 K. These results are very promising for extending the present laser concept to continuous-wave and high-temperature operation, which would lead to implementation in practical photonic systems.     

LD泵浦NYAB自倍频激光器和双波长激光器

研制出国内第一台用ＬＤ泵浦的ＮＹＡＢ自倍频激光器和双波长激光器。采用直接耦合方式进行端面泵浦。自倍频激光器产生 ０．５３１ μｍ的绿色激光，基横模运转，阈值泵浦功率为 １４．３１ ｍＷ，输出功率达 ２．２ ｍＷ，斜效率达 ２．１％。双波长激光器同时产生 ０．５３１ μｍ的绿色激光和 １．０６２ μｍ的近红外激光，基横模运转，阈值泵浦功率为１４．８１ ｍＷ，输出功率达 ９．２ ｍＷ，斜效率达 ７％。     

激光取样对LMES分析的影响

本文以玻璃基片为样品,利用扫描电镜和x能谱仪,对激光取样量、激熔穴周围的沉积层和蒸发物收积层进行了测量。并讨论了激光取样对激光显微光谱分析的影响。     

脉冲CO2激光高精度烧蚀熔石英玻璃

激光抛光是一种能获得超光滑表面新颖的光学元件加工方法,但抛光后表面存在残余波纹和面形畸变.激光高精度烧蚀可用于对元件表面残余波纹和面形进行修正,是一种极具潜力的修形技术.本文开展了激光高精度烧蚀熔石英玻璃的实验,验证了脉冲CO2激光通过控制重叠率可以实现高精度的局部区域均匀烧蚀,并可通过控制激光功率密度获得不同纳米量级的烧蚀深度.但实验发现激光局部区域烧蚀过程存在热累积和过烧蚀的现象.为此建立三维数值模型模拟脉冲CO2激光扫描熔石英表面的过程,对不同重叠率及不同脉冲重复频率作用下熔石英表面温度分布及演变进行分析.数值计算结果表明,重叠率过高将导致熔石英过烧蚀;在合适的重叠率下,高脉冲重复频率会导致明显的热累积.     

基于激光面和极线约束的激光条纹匹配算法

针对典型双目CCD的激光扫描测量系统,提出一种基于激光面和极线算法,算法结合了正面映射和反面映射,并且利用激光面和极线约束这一性质重建了物体的完整点云,避免了同一扫描面点云的拼合．另外还对点匹配的匹配质量进行了控制,提高了三维测量系统的精度和点云处理的速度。