1 江苏大学材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013
2 江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院，江苏 镇江 212013
3 江苏大学机械工程学院，江苏 镇江 212013
采用不同能量密度的激光对制备的Ag/FTO/AZO多层薄膜进行光栅结构刻蚀，分析激光刻蚀后薄膜的表面形貌、光学性能和电学性能的变化，并确定薄膜获得最佳性能时的激光能量密度。结果表明，以一定的激光能量密度对薄膜进行光栅结构刻蚀处理，不仅能有效提高薄膜的抗反射能力，还能产生附加退火作用，促使薄膜晶粒生长，减少晶界面积，从而减少晶界的光子和载流子的散射损失，提高载流子的迁移率，最终提高薄膜的透过率，优化薄膜的导电性能，实现薄膜的光学性能和电学性能的优化。
激光加工 Ag/FTO/AZO薄膜 光栅结构 光学性能 电学性能
西安科技大学机械工程学院, 陕西 西安 710054
针对双目视觉深度估计成本高、体积大以及监督学习需要大量深度图进行训练的问题,为实现无人机在飞行过程中的场景理解,提出一种面向无人机自主飞行的无监督单目深度估计模型。首先,为减小不同尺寸目标对深度估计的影响,将输入的图像进行金字塔化处理;其次,针对图像重构设计一种基于ResNet-50进行特征提取的自编码神经网络,该网络基于输入的左视图或右视图以及生成对应的金字塔视差图,采用双线性插值的方法重构出与其对应的金字塔右视图或左视图;最后为提高深度估计的精度,将结构相似性引入到图像重构损失、视差图一致性损失中,并且联合视差图平滑性损失、图像重构损失、视差图一致性损失作为训练的总损失。实验结果表明,经过在KITTI数据集上的训练,该模型在KITTI和Make3D数据集上相比其他单目深度估计方法具有更高的准确性和实时性,基本满足无人机自主飞行对深度估计准确性和实时性的要求。
图像处理 无监督 自编码神经网络 图像重构 单目深度估计 激光与光电子学进展
2020, 57(2): 021012
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A scanning three-dimensional coherent laser radar (ladar) based on the frequency modulated continuous wave (FMCW) is proposed and demonstrated, which can obtain many three-dimensional high-quality images. The system utilizes an electro-optic modulator and an optical filter to output a linear FMCW with a bandwidth of 2 GHz. The flexible and variable rotating double prism is used for beam scanning. The images of flight demonstration are formed by attitude compensation correction. The experiment result validates the performance of our system for airborne three-dimensional scanning imaging.
280.3400 Laser range finder 280.3640 Lidar 100.6890 Three-dimensional image processing 040.2840 Heterodyne Chinese Optics Letters
2019, 17(9): 092801
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
结构光照明成像在近距离高分辨率物体三维测量方面具有重要应用。在传统结构光照明成像的基础上,提出了隐形结构光三维成像动态背景光干扰抑制技术,对实际目标进行了三维轮廓获取,并对动态背景光的抗干扰能力进行了详细的分析和验证。基于激光干涉原理产生的结构光,投射两束正交偏振光束到物体表面并不产生干涉条纹,采用同步相移探测技术实现结构光条纹的探测和再现。采用同步相移探测技术,可同时获得4步相移条纹图像,有效降低了背景光的干扰,提升了动态三维成像的能力。理论研究了隐形结构光的成像原理及动态背景光抑制机理,搭建了实验验证装置,获得了动态背景光干扰下实际目标的三维重建图像,实验结果与理论分析吻合。
成像系统 三维成像 背景光干扰抑制 结构光成像 条纹图像处理
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
进行了1.8 km和3.4 km的直视逆合成孔径激光成像雷达外场实验,给出了远距离成像模式下考虑相位延时的非线性校正算法。实验中,目标为放置在无人机上的角锥和包裹有反射纸的无人机。通过交轨向包络对齐和顺轨向相位补偿算法,先后得到了不同成像距离下的角锥目标图像和1.8 km成像距离下的无人机图像。成像距离为1.8 km时二维分辨率达到了7.2 mm×5.8 mm,成像距离为3.4 km时二维分辨率达到了12.7 mm×9.2 mm。
大气光学 直视逆合成孔径 激光成像雷达 空间相位调制 外场实验
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A specific system structure of down-looking synthetic aperture imaging ladar (SAIL) is given, and a far-field experiment over 6 km of down-looking SAIL under this system design is carried out. The down-looking SAIL can overcome the influence of atmospheric turbulence to a great extent. By applying this system design, it also has advantages in self-compensating phase modulation. A fine image is obtained after aligning in the orthogonal direction and phase error compensation in the travel direction based on a dominant scatterer. The achieved imaging resolutions in the two dimensions are both better than 5 cm.
280.6730 Synthetic aperture radar 280.3640 Lidar 100.2000 Digital image processing 100.3010 Image reconstruction techniques Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 082801
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
报道了一个正弦相位调制的大视场机载直视合成孔径激光成像雷达。在室外3.8 km进行了视场扫描并获得了高分辨率合成孔径成像。同时给出了该机载直视合成孔径激光成像雷达的3 km飞行试验结果, 获得了高质量大视场图像, 其成像视场提高了一个量级, 达到了4.8 mrad。
遥感 激光雷达 机载直视合成孔径激光成像雷达 大视场 正弦相位调制
1 上海大学通信与信息工程学院， 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室， 上海 201800
设计了高能激光自主自适应光学系统，利用高能激光的主动照明探测方式对目标进行探测。由于接收到的探测回波光场受散斑效应的影响，因此建立了探测系统的物理模型，具体分析散斑效应的影响。通过散斑光强自相关函数，理论上分析确定了散斑的平均尺度；通过部分相干理论，研究了该系统接收面散斑孔径积分场复相关函数并讨论了不同散斑天线尺度比情况下的积分场复相关函数宽度；分析了目标的成像放大率和理想分辨率，讨论了物像尺度与焦平面光斑尺度之间的关系；通过系统的数值仿真，分析了不同尺度散斑对焦平面光斑阵列的影响；叠加大气湍流，确定了散斑场对大气湍流探测的影响。结果表明散斑尺度介于阵列子孔径和大孔径尺度之间为最佳设计，此时较高的位移测量精度和整体探测率可以兼得。
大气光学 激光散斑 部分相干理论 主动照明 波前探测 自适应光学 光学学报
2016, 36(10): 1001001
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光通信与探测技术重点实验室, 上海 201800
星地激光通信的关键问题是克服大气湍流效应对激光载波信号传输的影响。信号光束经过长距离大气信道传输后，相位不完整，波面受到畸变，导致接收端系统在解调信号过程中，通信误码率降低。根据国内外星地激光通信的研究进展和实验情况，介绍了几种克服大气湍流效应对高速率星地相干通信影响的方法及其原理。重点分析基于差分相移键控(DPSK)调制和干涉原理的相干探测技术在解调相位信息时克服大气湍流效应方面的优势，并对其进行了总结和展望。
光通信 大气湍流效应 马赫-曾德尔干涉仪 差分相移键控 外差探测 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 120002
中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
提出了一种合成孔径激光成像雷达（SAIL）的二维匹配滤波成像算法，对利用单频本振激光与线性调频信号光外差接收得到的SAIL目标回波信号同时在距离向、方位向进行相位二次项匹配滤波以实现目标成像。给出了单频本振信号外差接收情况下的单一分辨单元的二维数据收集方程，并对SAIL二维匹配滤波成像算法进行了数学描述，具体分析了矩形和圆形天线孔径下的成像分辨率，给出了此算法对模拟SAIL回波信号的成像处理结果。
遥感 合成孔径激光成像雷达 成像算法 匹配滤波 矩形孔径 圆形孔径 光学学报
2014, 34(12): 1228003
