华中科技大学光学与电子信息学院, 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
研究了一种基于毫米波的步进频连续波合成孔径雷达成像系统。基于算法研究, 搭建了成像硬件及软件系统, 实现信号扫描及回波信号的采集与处理。处理后的信号通过成像算法计算, 获得目标物体的三维图像数据。实验测试了系统x、y、z方向的分辨率, 测试结果表明系统x方向分辨率在8~9 mm, y方向分辨率为12 mm, z方向分辨率为40 mm左右。研究了系统的最佳成像距离, 实验发现, 当目标物体在距离收发天线5~16 cm范围时, 均可对目标清晰成像且仅有很小的背景噪声。在人体安检的应用上, 检测了五种常见面料的穿透效果。实验结果表明, 在正常衣物厚度下, 系统能有效地穿透面料并对隐藏物体清晰成像。
毫米波 步进频连续波 合成孔径雷达 分辨率 成像距离 millimeter wave synthetic aperture radar stepped-frequency continuous wave resolution imaging distance
1 安徽师范大学 物理与电子信息学院，安徽 芜湖 241002
2 光电材料科学与技术安徽省重点实验室，安徽 芜湖 241002
3 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
4 安徽华东光电技术研究所有限公司，安徽 芜湖 241000
设计一种L波段雷达功率放大器。对功率放大器的输出功率、脉冲顶降、热设计等关键参数进行了理论分析，结合电路输出功率的仿真结果对功率放大器的工作效率以及输出功率的带内波动进行评估。研究了脉冲顶降对输出信号的品质影响，探讨了功率放大器热设计的半定量的制约问题。给出系统主要参量的优化设计方法，完成了L波段雷达功率放大器的样机制作。在极限温度下对功率放大器的输出功率、脉冲顶降、脉冲上升下降时间、功率谱主副瓣功率比以及主杂波功率比等频域特性参数进行了测试与优化。测试结果表明，在极限温度范围下，系统主要技术指标不受温度的影响。与国内外同类产品相比，该功率放大器具有体积小、可靠性高、效率高、稳定性好等特点，同时较低的相位噪声有利于提高接收机的灵敏度。因此，该L波段雷达功率放大器可广泛应用于民用和军用雷达领域，具有很好的应用前景。
L波段 功率放大器 脉冲顶降 雷达 L-band power amplifier pulse top down radar
华中科技大学武汉光电国家研究中心, 光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
雷达散射截面作为雷达目标识别的重要参数, 在实时获取运动目标的雷达散射截面(RCS)时存在实时性差的问题。针对运动的飞机雷达目标, 提出了一套利用MATLAB调用CST MWS实现太赫兹单站RCS的建模、计算和数据处理一体化的仿真方法, 并且实现了复杂目标的太赫兹RCS的实时获取, 仿真计算了F-16飞机和Su-27飞机的缩比模型的太赫兹RCS, 由MATLAB调用CST得到的RCS特性曲线与只用CST仿真的RCS特性曲线完全吻合, 且通过输入散射太赫兹波的方位角和俯仰角能正确输出实时太赫兹RCS。结果表明该方法能正确调用CST实现太赫兹RCS的实时获取, 验证了该方法的有效性、正确性以及便利性。
太赫兹 雷达散射截面 方位角 俯仰角 实时获取 terahertz radar cross section azimuth angle pitch angle real-time acquisition
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
提出一种轴棱锥-透镜-轴棱锥的相位透镜组结构,对该结构进行理论分析和模拟仿真计算,并采用快速三维打印技术制备的轴棱锥进行实验验证,获得无衍射长度接近1000 mm的太赫兹贝塞尔波束。该波束的无衍射区域不再紧贴轴棱锥,而是具有约100 mm的投送距离。该研究结果可促进太赫兹贝塞尔波束在大景深成像方面的应用。
太赫兹技术 贝塞尔波束 透镜组 多轴棱锥 时域有限差分法
Author Affiliations
Abstract
School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
In this Letter, we study the molecular alignment and orientation driven by two elliptically polarized laser pulses. It is shown that the field-free molecular alignment can be achieved in a three-dimensional (3D) case, while the field-free molecular orientation is only along the x and y directions, and that the field-free alignment and orientation along different axes are related to the populations of the rotational states. It is demonstrated that changing the elliptic parameter is efficient for controlling both in-pulse and post-pulse molecular alignment and orientation. The delay time also has an influence on the field-free molecular alignment and orientation.
320.5390 Picosecond phenomena Chinese Optics Letters
2018, 16(10): 103201
1 华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
设计了一种工作在太赫兹波段的柱透镜,并且使用三维(3D)打印技术制作出了样品。对样品进行了测试,将测试结果与数值仿真结果以及商用太赫兹柱透镜的测试结果进行了对比。结果表明,两种柱透镜的焦距均在100 mm左右,与仿真结果相符,且打印的柱透镜在不同传播距离下的光斑半峰全宽与商用柱透镜的很接近,证明了3D打印技术可以用于制作太赫兹波段的柱透镜等光学器件。
激光技术 太赫兹 柱透镜 3D打印 焦距 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011415
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Beijing Advanced Innovation Center for Imaging Technology and Key Laboratory of Terahertz Optoelectronics (MoE), Department of Physics, Capital Normal University, Beijing 100048, China
Previous research shows that few-cycle laser (FCL) pulses with low energy and without a bias field can be used to coherently detect terahertz (THz) pulses. As we know, it is very difficult to stabilize the carrier envelope phase (CEP) of FCL pulses, i.e., there are some random fluctuations for the CEP. Here we theoretically investigate the influence of such instability on the accuracy of THz detection. Our results show that although there is an optimum CEP for THz detection, the fluctuations of the CEP will lead to terrible thorns on the detected THz waveform. In order to solve this problem, we propose an approach using two few-cycle laser pulses with opposite CEPs, i.e., their CEPs are differed by π.
040.2235 Far infrared or terahertz 320.7100 Ultrafast measurements Chinese Optics Letters
2018, 16(9): 090401
华中科技大学光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
为了解决光纤式太赫兹时域频谱系统中光学延迟线部分的延迟精度和耦合效率低的问题,提出了两种延迟线设计方案,保证延迟线光路的可行性。两种方案设计原理简单且成本低。分别由光纤激光器、准直器、四分之一波片以及金膜平面反射镜构成的光学系统和由光纤激光器、准直器以及直角棱镜构成的光学系统,介绍了延迟线整体的构成和基本原理。同时,根据项目的具体要求,关键光学器件主要适用于1 550 nm的波长。在设计出光学延迟线以后,搭建光学系统,并对整个光路进行了测试和验证。实验结果表明：第一种方案较第二种方案耦合效率高,但第二种方案延迟精度高,稳定性好且可操作性强。
光学延迟线 准直器 耦合效率 稳定性 延迟精度 optical delay line collimator coupling efficiency stability delay presion
