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激光脉冲回波模拟综述:从理论建模到半实物仿真的演进与挑战
1
作者 徐伟 文心怡 +3 位作者 田磊 郭翠娟 徐德刚 姚建铨 《量子电子学报》 北大核心 2026年第2期163-177,共15页
激光脉冲回波模拟是激光雷达系统验证与环境建模的关键技术,广泛应用于自动驾驶与遥感领域。本文综述了激光回波模拟从理论建模到半实物仿真的技术演进。在理论建模方面,分析了瑞利散射与米氏散射在非理想介质中引起的多路径传播与波形... 激光脉冲回波模拟是激光雷达系统验证与环境建模的关键技术,广泛应用于自动驾驶与遥感领域。本文综述了激光回波模拟从理论建模到半实物仿真的技术演进。在理论建模方面,分析了瑞利散射与米氏散射在非理想介质中引起的多路径传播与波形畸变机制,介绍了蒙特卡洛方法与神经辐射场方法在建模精度与仿真连续性方面的优势。在半实物仿真方面,重点介绍了时延模拟,比较了光纤延迟线与高速电子调制方法的系统特性,并进一步归纳了多种调制机制的仿真表现与硬件适配性。最后总结了当前面临的时序控制、能量非线性与系统集成等挑战,并展望了数据驱动建模与光电融合的发展方向。 展开更多
关键词 激光回波 多路径传播 散射建模 延迟模拟 调制机制 半实物仿真
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一种高功率638nm红光半导体激光器 被引量：1
2
作者 黄建华 孙玉润 +3 位作者 朱鲁江 于淑珍 张瑞英 董建荣 《半导体技术》 北大核心 2026年第2期125-131,共7页
研制了一种80μm脊宽的双脊波导AlGaInP/GaAs高功率638 nm波长红光半导体激光器。为抑制宽条型激光器高功率工作的腔面光学灾变损伤,通过Zn杂质扩散诱导GaInP/AlGaInP量子阱混杂,在器件腔面构建了非吸收窗口(NAW)结构,有效提高了器件的... 研制了一种80μm脊宽的双脊波导AlGaInP/GaAs高功率638 nm波长红光半导体激光器。为抑制宽条型激光器高功率工作的腔面光学灾变损伤,通过Zn杂质扩散诱导GaInP/AlGaInP量子阱混杂,在器件腔面构建了非吸收窗口(NAW)结构,有效提高了器件的输出功率。此外,结合干法刻蚀与湿法腐蚀工艺刻蚀脊条间隔离沟道,有效降低了脊侧壁损伤并获得较为陡直的侧壁形貌。制备了宽度520μm、腔长1500μm的常规结构和NAW结构两类激光器,在脉冲电流下测试其输出特性。结果显示,室温下NAW结构激光器在3 A时最大输出功率达2.31 W,相较常规器件提升了近2倍。NAW结构激光器的特征温度为91 K,波长随电流和温度的漂移系数分别为2.08 nm/A和0.22 nm/K。 展开更多
关键词 红光激光器 量子阱混杂 非吸收窗口(NAW) 干法刻蚀 湿法腐蚀
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基于全光纤啁啾脉冲放大的千瓦级飞秒激光相干合成
3
作者 王涛 张嘉怡 +9 位作者 任博 唐振强 常洪祥 李体鉴 贺志文 周毅 李灿 冷进勇 罗智超 周朴 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第5期169-175,共7页
高功率飞秒光纤激光在先进制造、激光粒子加速和高次谐波产生等领域具有广泛的应用,飞秒光纤激光相干合成技术是突破单根光纤功率极限、实现高功率飞秒激光输出的有效技术手段。搭建了一套基于全光纤结构啁啾脉冲放大的飞秒激光相干偏... 高功率飞秒光纤激光在先进制造、激光粒子加速和高次谐波产生等领域具有广泛的应用,飞秒光纤激光相干合成技术是突破单根光纤功率极限、实现高功率飞秒激光输出的有效技术手段。搭建了一套基于全光纤结构啁啾脉冲放大的飞秒激光相干偏振合成系统,采用光纤拉伸器并结合随机并行梯度下降算法实现了三路激光放大器的相位调节与稳定相干合成。在总输出功率为1219.1 W时,系统合成功率为1072 W,对应的合成效率为87%。合成光束具有近衍射极限光束质量(M^(2)=1.23),压缩后脉冲宽度为899 fs。此外,还理论分析了光束质量退化对合成效率的影响。该全光纤结构飞秒激光相干合成系统具有优异的稳定性并兼具高功率输出,未来通过增加合成通道数量可以进一步提升输出功率,为高通量超快超强激光的前沿应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 超快光纤激光 相干光束合成 高功率飞秒激光 啁啾脉冲放大 主动相位控制
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高功率光纤激光器仿真软件研究进展(特邀)
4
作者 段磊 唐秋艳 +5 位作者 谭姝丹 李婧 王静 吴楚锋 唐熊忻 徐帆江 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第5期25-35,共11页
高功率光纤激光仿真技术可在研发阶段有效降低实验成本、缩短开发周期,并优化激光器性能参数,对推动高功率光纤激光器在工业加工、国防、科研、医疗设备等领域的应用具有重要意义。重点介绍了国内外典型高功率光纤激光器仿真软件的研究... 高功率光纤激光仿真技术可在研发阶段有效降低实验成本、缩短开发周期,并优化激光器性能参数,对推动高功率光纤激光器在工业加工、国防、科研、医疗设备等领域的应用具有重要意义。重点介绍了国内外典型高功率光纤激光器仿真软件的研究进展,研究了其功能特点、和应用场景等有关情况,总结了高功率光纤激光建模仿真的研究特点,对高功率光纤激光建模仿真软件如何有效验证和可靠应用进行了思考,并对高功率光纤激光仿真软件下一步的发展方向进行展望,可为相关行业仿真软件研发提供借鉴。 展开更多
关键词 光纤激光 高功率 仿真软件 建模仿真 研究进展
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离焦量对激光粉末床熔融316L不锈钢组织与性能的影响
5
作者 王迪 郑展途 +6 位作者 杜京广 杨永强 韩昌骏 马迎 陈思敏 张滨 刘林青 《材料工程》 北大核心 2026年第5期233-244,共12页
基于激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术制备316L不锈钢样件,探讨了不同正负离焦量对316L成形样件表面质量、致密度及力学性能的影响规律。结果表明,正离焦成形的样件综合性能优于负离焦成形样件,这与正离焦条件下熔池... 基于激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术制备316L不锈钢样件,探讨了不同正负离焦量对316L成形样件表面质量、致密度及力学性能的影响规律。结果表明,正离焦成形的样件综合性能优于负离焦成形样件,这与正离焦条件下熔池更为稳定有关。当离焦量值达到±3 mm时,其数值已超出光束的瑞利距离范围,引发激光功率密度急剧下降,光斑穿透能力减弱,导致输入能量不足以完全熔化金属粉末,从而影响层间冶金结合,诱发样件内部缺陷增多,最终导致力学性能下降。当离焦量从-3 mm增大至3 mm的过程中,激光功率密度先增大后减小。在离焦量为+0.5 mm时功率密度适中(61.33 kW/mm^(2)),样件展现出最优综合性能:上表面硬度为200.1HV_(5)、侧表面硬度为206.2HV_(5),抗拉强度为(647±27)MPa,屈服强度为(525±30)MPa,伸长率达(49.4±3.1)%。适宜的功率密度输入实现了熔池形貌的有效调控,既保证了粉末的充分熔化,又抑制了熔体飞溅等缺陷的产生。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 离焦量 316L不锈钢 力学性能
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出版前言
6
作者 王小林 高妍琦 胡明列 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第5期I0001-I0002,F0002,共3页
高功率光纤激光器以其高亮度、高效率、高可靠性等优势,在工业加工、国防军事、科学研究等领域展现出巨大的应用潜力,成为激光技术领域的研究热点。近年来,随着新型光纤材料、先进泵浦技术和非线性效应抑制等技术的突破,高功率光纤激光... 高功率光纤激光器以其高亮度、高效率、高可靠性等优势,在工业加工、国防军事、科学研究等领域展现出巨大的应用潜力,成为激光技术领域的研究热点。近年来,随着新型光纤材料、先进泵浦技术和非线性效应抑制等技术的突破,高功率光纤激光器的输出功率、光束质量和稳定性不断提升,应用范围不断拓展。为集中展示我国在高功率光纤激光器及其应用领域的最新研究成果,促进学术交流和技术进步,应《强激光与粒子束》编辑部邀请,我们策划组织了本期“高功率光纤激光器及其应用”专辑。经过近一年的精心策划、定向组稿、严格审稿及细致编辑校对,本专辑于2026年5月如期出版。 展开更多
关键词 非线性效应抑制 新型光纤材料 应用潜力 先进泵浦技术
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亚表面孔洞的激光-电磁超声检测研究
7
作者 王玉庆 廉洁 马世榜 《激光技术》 北大核心 2026年第2期284-290,共7页
为了实现亚表面孔洞缺陷的非接触式检测,采用激光-电磁超声复合式检测技术扫描人工缺陷试样,研究检测过程中信号幅值的变化特征,并以此作为缺陷存在的判定依据。分析了线状光斑对应表面波声场的指向性、电磁超声换能器(EMAT)的接收原理... 为了实现亚表面孔洞缺陷的非接触式检测,采用激光-电磁超声复合式检测技术扫描人工缺陷试样,研究检测过程中信号幅值的变化特征,并以此作为缺陷存在的判定依据。分析了线状光斑对应表面波声场的指向性、电磁超声换能器(EMAT)的接收原理以及直通波信号与缺陷反射信号发生干涉叠加形成复合信号的现象;实验中用于形成线状光斑的柱面聚焦透镜与表面波EMAT相对固定,组成前端检测模块;获得了含有相同直径、不同埋深缺陷试样以及含有不同直径、埋深相同缺陷试样的扫描检测数据。结果表明,对于完全处于表面波1个波长范围内的亚表面缺陷,其复合信号最大幅值出现时,所对应EMAT位置随着埋深的增加从–1 mm处逐渐后移至5 mm处,随着直径的增加则从1 mm处前移至–1 mm处;最大幅值随埋深的增加而减小,随着缺陷直径的增加而增加;上述现象归因于表面波能量分布特点、反射发生的位置以及反射面的曲率。该研究工作为亚表面孔洞缺陷的非接触式检测提供了参考,有利于推动激光-电磁超声复合式检测技术在工程中的应用。 展开更多
关键词 测量与计量 亚表面缺陷检测 激光超声 电磁超声换能器 信号干涉叠加
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基于单目线激光多模态融合的系统应用研究
8
作者 杨成禹 何琦 +1 位作者 艾广燚 韩冬 《激光与红外》 北大核心 2026年第1期31-37,共7页
针对高精度激光三维扫描在复杂工业场景中的应用需求,本文提出偏振-线激光融合重建在一维移动扫描系统和转台旋转扫描系统中解决了高反射表面(如工业零件、抛光金属、釉面陶瓷)导致的激光散射和重建失真。在激光器传感器和CMOS工业相机... 针对高精度激光三维扫描在复杂工业场景中的应用需求,本文提出偏振-线激光融合重建在一维移动扫描系统和转台旋转扫描系统中解决了高反射表面(如工业零件、抛光金属、釉面陶瓷)导致的激光散射和重建失真。在激光器传感器和CMOS工业相机端前加入旋转偏振片捕捉多角度偏振信息。通过偏正特性区分镜面反射与漫反射,修正三维坐标。采用自适应曝光控制模块降低过曝区域影响,融合多模态图像数据提升特征提取精度,引入反射抑制算法优化点云重建。实验表明,该方法在金属工件、镜面陶瓷等典型高反光物体上的重建误差亚毫米级。 展开更多
关键词 线激光 三维重建 激光投影
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分布式光纤传感系统托辊故障监测技术研究
9
作者 谢苗 孟庆爽 +3 位作者 马苏宁 卢进南 李博 胡桂林 《机械科学与技术》 北大核心 2026年第5期797-806,共10页
为了尽可能减少对煤矿生产系统的干扰,以矿用带式输送机托辊故障诊断为背景,研究了一种基于分布式光纤传感系统的托辊故障诊断方法,通过对传统孤立森林进行改进,提出了一种多数投票孤立森林(Majority voting isolated forest,MV-iForest... 为了尽可能减少对煤矿生产系统的干扰,以矿用带式输送机托辊故障诊断为背景,研究了一种基于分布式光纤传感系统的托辊故障诊断方法,通过对传统孤立森林进行改进,提出了一种多数投票孤立森林(Majority voting isolated forest,MV-iForest)框架。首先采用两种光纤布置方式对同一故障托辊进行数据采集,然后对采集的时域信号进行离散小波变换(Discrete wavelet transform,DWT)降噪处理,再利用快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)和短时傅里叶变换(Short time Fourier transform,STFT)得到两种布置方式下故障托辊的频域信号和时频域信号,并进行对比分析,以确定合适的光纤布置方式。进一步分析托辊轴承脱落和筒皮断裂故障工况下的时域、频域和时频域信号,并将托辊故障信号与正常运行信号进行对比分析。其次对多数投票法的阈值进行了讨论,以确定最优阈值,最后对多数投票的孤立森林(MV-iForest)与原始孤立森林(iForest)和扩展孤立森林(E-iForest)进行对比评价,表明了改进的孤立森林具有更快的计算时间和更高的准确率,能够有效对托辊故障进行诊断。 展开更多
关键词 带式输送机 托辊 故障诊断 多数投票 孤立森林
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基于改进Chahine算法的水下气泡激光衍射分布反演技术
10
作者 张宇 种慧琪 +2 位作者 张进 吴羽 芮小博 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期212-224,共13页
舰船在航行过程中会产生一条绵延数公里的尾流带,不同排水量、航行速度的舰船产生的尾流气泡大小分布不同,因此可以用于舰船的识别与追踪。针对传统光散射反演方法存在病态性及噪声敏感问题,提出一种基于自适应正则化算子的改进Chahine... 舰船在航行过程中会产生一条绵延数公里的尾流带,不同排水量、航行速度的舰船产生的尾流气泡大小分布不同,因此可以用于舰船的识别与追踪。针对传统光散射反演方法存在病态性及噪声敏感问题,提出一种基于自适应正则化算子的改进Chahine算法,通过构造自适应正则化矩阵,保留较大奇异值并修正较小奇异值,以提升气泡分布反演的稳定性和抗噪性。搭建了一套用于气泡分布反演的水下激光衍射装置,实验采用气泡机模拟舰船尾流气泡幕。结合仿真与实验验证方法有效性。仿真结果表明:在高噪声干扰下,文中算法对正态分布和Rosin–Rammler分布气泡的反演相对均方根误差分别为7.95%和9.70%,具有相对较好的反演效果;实验结果表明:改进算法对标准颗粒反演误差为2.39%,误差较小,证明了激光衍射装置的有效性,通过对气泡群进行反演,证明了改进算法的可行性。改进算法通过自适应正则化策略有效抑制噪声干扰,提高了反演结果的稳定性,为高噪声环境下舰船尾流气泡分布反演提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 水下探测 改进Chahine算法 自适应正则化 激光衍射 气泡分布
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基于激光多普勒测振技术的水下声源定位方法
11
作者 辛光红 林甄 汪源 《激光杂志》 北大核心 2026年第3期217-222,共6页
为了实现水下声源精确定位,提出基于激光多普勒测振技术的水下声源定位方法。先利用激光多普勒测振技术获取水面振动信号,然后采用小波变换对振动信号进行分解,并滤除水下各噪声分量,以降低背景噪声,得出纯净声源信号,经过分析挖掘出其... 为了实现水下声源精确定位,提出基于激光多普勒测振技术的水下声源定位方法。先利用激光多普勒测振技术获取水面振动信号,然后采用小波变换对振动信号进行分解,并滤除水下各噪声分量,以降低背景噪声,得出纯净声源信号,经过分析挖掘出其时频变换特征。最后借助非相干匹配波束技术分析特征与拷贝场数据等多个维度的信息,得出声源的角度、距离等位置信息,以解决因传播路径弯曲声源定位不佳的问题。实验结果表明,所提出方法能实现水下声源的高精度定位,定位误差在0.019 m~0.381 m,定位响应时间均低于4 s,定位实时性好。 展开更多
关键词 激光多普勒效应 小波变换 水下声源 非相干匹配波束技术 拷贝场数据
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基于光注入半导体激光器的宽带可重构雷达波形产生研究(特邀)
12
作者 张方正 余肖月 +3 位作者 潘时龙 孔嘉渊 许祯瑜 范君杰 《光子学报》 北大核心 2026年第3期134-152,共19页
在对半导体激光器单周期振荡进行理论与仿真的基础上,进行了基于光注入半导体激光器单周期振荡态产生单频信号与宽带雷达波形的实验研究,验证了利用所提方法产生可调谐单频信号与宽带可重构雷达波形的可行性。此外,针对产生信号性能受... 在对半导体激光器单周期振荡进行理论与仿真的基础上,进行了基于光注入半导体激光器单周期振荡态产生单频信号与宽带雷达波形的实验研究,验证了利用所提方法产生可调谐单频信号与宽带可重构雷达波形的可行性。此外,针对产生信号性能受限于半导体激光器本征噪声等问题,在单频信号产生系统中引入双环路光电反馈结构,有效抑制了单频信号相位噪声;在宽带雷达波形产生系统中引入傅里叶域锁模结构,有效提升了信号带内信噪比与频率稳定度。最后,利用光注入半导体激光器单周期振荡的波形产生系统构建了单发单收与多发单收阵列雷达系统,发射信号为8 GHz(10~18 GHz)带宽的线性调频信号,通过目标探测实验验证了基于光注入半导体激光器单周期振荡的雷达波形产生在实现高分辨目标探测应用中的可行性。 展开更多
关键词 微波光子学 半导体激光器 雷达 波形产生 光注入
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基于分层超点自注意力模型的自动驾驶3维语义分割研究
13
作者 杜荣华 李宗 +5 位作者 张金来 尹潜 段腾 李康成 刘文正 高凯 《激光技术》 北大核心 2026年第1期9-21,共13页
为了解决自动驾驶车辆语义分割时的物体边界划分模糊和全局语义混淆的问题,提出了一种基于分层超点自注意力模型的层级融合点云语义分割方法。其中边界轮廓增强模块通过多尺度卷积增强边界特征,双重注意力机制通过局部与全局建模超点特... 为了解决自动驾驶车辆语义分割时的物体边界划分模糊和全局语义混淆的问题,提出了一种基于分层超点自注意力模型的层级融合点云语义分割方法。其中边界轮廓增强模块通过多尺度卷积增强边界特征,双重注意力机制通过局部与全局建模超点特征的坐标差异和长依赖关系、层级融合机制融合邻近层超点细粒度特征和拓扑关系;在S3DIS、KITTI-360和DALES 3个大规模点云数据集进行了大量实验和可视化对比。结果表明,采用该方法在3个数据集上分别获得67.6%、61.7%和79.2%的高平均交并比,推理时间为1.8 s。该方法可显著提升点云分割精度并且具有良好的鲁棒性和推理效率,为车辆在多个驾驶场景下提供准确的语义信息,为后续高精地图定位等工作提供了重要的语义支撑。 展开更多
关键词 激光技术 点云分割 自注意力 自动驾驶感知
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基于机器学习的自适应光纤传感装配校正系统
14
作者 王春霞 宋芳 《激光与红外》 北大核心 2026年第3期474-480,共7页
装配过程中装配体与装配位置之间的偏差会导致装配后存在残余应力,偏差过大甚至会造成装配位置损伤等问题。为了实现自适应装配校正,搭建了基于多FBG传感器的应力场传感网络,设计了针对多FBG传感信号的机器学习算法。仿真分析了2种典型... 装配过程中装配体与装配位置之间的偏差会导致装配后存在残余应力,偏差过大甚至会造成装配位置损伤等问题。为了实现自适应装配校正,搭建了基于多FBG传感器的应力场传感网络,设计了针对多FBG传感信号的机器学习算法。仿真分析了2种典型装配异常时的机械臂应力场分布,并根据其分布特性得到了FBG的最优布设位置。实验对不同配重目标进行测试,各FBG的波长偏移量与配重质量的平均变化率分别为1.29 pm/g、1.30 pm/g、1.25 pm/g和1.38 pm/g,其线性度均优于0.97。实验对2种典型装配异常进行了在线测试与自适应校正。当存在位移误差时,对应位置的FBG响应值为一正一负,最大值为56 pm。当存在与z轴的角度误差时,响应均为正值,最大值为115 pm。验证了在不同装配异常类型下各FBG的响应效果明显不同。系统可根据偏差量校正机械臂位姿,使FBG响应回归正常阈值范围,从而实现自适应装配校正。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 机器学习 自适应装配 在线校正
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高稳定碘稳频He-Ne激光环境适应性补偿控制方法研究
15
作者 周嘉晟 殷聪 +5 位作者 王建波 毕文文 赵英杰 戴杰 沐锦涛 孔明 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期218-227,共10页
为满足高稳定激光光源在复杂环境中长期稳定运行的需求,报道了一种基于环境适应性补偿控制方法的633 nm碘稳频He-Ne激光系统。该系统旨在解决传统碘稳频激光器在宽温域、强波动等非稳定环境中预热时间长、易失锁、长期锁定困难的问题。... 为满足高稳定激光光源在复杂环境中长期稳定运行的需求,报道了一种基于环境适应性补偿控制方法的633 nm碘稳频He-Ne激光系统。该系统旨在解决传统碘稳频激光器在宽温域、强波动等非稳定环境中预热时间长、易失锁、长期锁定困难的问题。文中所设计的补偿控制系统以STM32单片机为核心,结合激光管温度采集、PID控制与TEC调节模块,实现对激光管温度的实时监测与高精度补偿,最终保障激光频率在变化环境中的长期稳定性。实验结果表明,该系统能够在20~26℃的自由变化环境中将激光管温度波动控制在±0.1℃以内,并保持激光频率连续锁定超过9 h,有效拓展了其适用环境范围,并在复杂工况下实现了频率的长期可靠稳定。此外,激光器热平衡时间缩短至传统系统的1/6,显著减少了预热时间,提高使用效率。同时,通过引入1f信号解调机制,用于交叉验证吸收峰的锁定情况,进一步增强稳频过程的可靠性。该方案显著提升了激光的环境鲁棒性与工程适用性,在工业现场、原位计量等场景中具有良好的应用前景与推广价值。 展开更多
关键词 HE-NE激光器 碘稳频 环境补偿 频率锁定
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LD侧泵Nd∶YAG吸收特性对光束均匀性的影响
16
作者 王钰翔 王思博 +4 位作者 韩昌昊 方聪 魏磊 郭赞 王克强 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期192-196,共5页
为实现均匀的激光输出,对吸收光场、增益场以及输出激光进行均匀性研究;本文从Nd∶YAG的吸收特性出发,通过晶体棒掺杂浓度以及温度两个方面改变吸收系数。仿真方面使用ZEMAX软件建立了LD侧面泵浦Nd∶YAG晶体棒的吸收光场模型,模拟不同... 为实现均匀的激光输出,对吸收光场、增益场以及输出激光进行均匀性研究;本文从Nd∶YAG的吸收特性出发,通过晶体棒掺杂浓度以及温度两个方面改变吸收系数。仿真方面使用ZEMAX软件建立了LD侧面泵浦Nd∶YAG晶体棒的吸收光场模型,模拟不同吸收系数下的吸收光场强度分布,对比分析了吸收系数对吸收光场分布的影响规律;实验方面测量不同吸收系数下晶体棒的增益分布对比验证仿真结果,并对输出激光的光束均匀性进行研究;结果得到了吸收系数与吸收光场、增益场以及输出激光均匀性之间的关系,随吸收系数增大中心强度逐渐下降,为实现高均匀性的大能量激光输出提供参考。 展开更多
关键词 激光器 固体激光 Nd∶YAG 吸收系数 增益分布 光束均匀性
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基于激光雷达的飞机尾涡反演方法改进研究
17
作者 魏志强 杨宪康 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期211-219,共9页
针对激光雷达径向分辨率偏大、致使尾涡反演精度偏低的问题。通过三次插值和三次样条插值在激光雷达距离门之间按照密度1、2、4、8 m对尾涡径向风场进行插值,并使用梯度法反演涡核位置;然后对梯度法进行改进,在各个距离门的梯度绝对值... 针对激光雷达径向分辨率偏大、致使尾涡反演精度偏低的问题。通过三次插值和三次样条插值在激光雷达距离门之间按照密度1、2、4、8 m对尾涡径向风场进行插值,并使用梯度法反演涡核位置;然后对梯度法进行改进,在各个距离门的梯度绝对值最大值之间使用三次插值和三次样条插值按照密度1、2、4、8 m进行插值。最后提出了基于三次样条插值的分辨率提升方法,通过改进梯度法提高了涡核识别准确度。研究表明,三次样条插值较三次插值对尾涡数据吻合程度更高;在算例中,三次插值涡核位置最高修正率为20%~35%,三次样条插值涡核位置最高修正率为39%~71%;比较尾涡径向风场插值算法和改进梯度法识别涡核的效率,改进梯度法较尾涡径向风场插值算法所用时间提高了82%。 展开更多
关键词 尾涡参数反演 涡核位置估算 激光雷达 飞机尾流 尾涡流场仿真
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毫米波非球形冰晶粒子双偏振散射特性研究
18
作者 王金虎 孙孟奇 +1 位作者 严逸帆 武宸宇 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期65-72,共8页
传统Mie散射理论基于球形粒子假设,难以精准描述大气非球形冰晶的散射行为,现有研究多局限于94 GHz单频率,缺乏毫米波/亚毫米波宽频段双偏振参数量化,制约偏振雷达气象探测精度。探究六角棱柱、六角平板等六种典型非球形冰晶在35、94、... 传统Mie散射理论基于球形粒子假设,难以精准描述大气非球形冰晶的散射行为,现有研究多局限于94 GHz单频率,缺乏毫米波/亚毫米波宽频段双偏振参数量化,制约偏振雷达气象探测精度。探究六角棱柱、六角平板等六种典型非球形冰晶在35、94、140、220 GHz的双偏振散射特性,量化差分反射率因子(ZDR)、线性退极化比(LDR)对粒子形状与取向的响应。采用离散偶极子近似法(DDA)、时域有限差分法(FDTD),结合XFDTD、HFSS验证。结果显示:除聚合体外,DDA计算后向散射截面与商用软件误差≤1.5 dB;小粒子(等效半径<100μm)反射率对波长不敏感,大粒子呈形状相关共振且共振位置随波长右移;六角平板ZDR变化最广(9 dB至–9 dB),轴对称粒子LDR集中于–40 dB至–50 dB。双偏振参数可降低对粒子尺寸的依赖,提升宽频段冰晶识别精度,为毫米波/亚毫米波偏振雷达云微物理探测提供理论支撑。 展开更多
关键词 非球形冰晶粒子 双偏振散射 离散偶极子近似 毫米波 差分反射率因子
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激光测距辅助下移动采摘机器人轨迹避障控制
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作者 王腾 杨耀宁 《激光杂志》 北大核心 2026年第3期256-260,共5页
针对当前方法的避障控制效果不佳,提出了激光测距辅助下移动采摘机器人轨迹避障控制方法。激光测距仪采集移动采摘机器人环境的地形信息,在半结构化种植环境下,利用人工势场法建立虚拟的引力场和斥力场,迅速找到从高势能位置向低势能位... 针对当前方法的避障控制效果不佳,提出了激光测距辅助下移动采摘机器人轨迹避障控制方法。激光测距仪采集移动采摘机器人环境的地形信息,在半结构化种植环境下,利用人工势场法建立虚拟的引力场和斥力场,迅速找到从高势能位置向低势能位置移动的路径,初步对不同坐标系下的地形实施避障,利用阈值求可行方向实现全局避障,两者避障方式相结合获取机器人轨迹避障控制结果。实验结果表明,所提方法能够完全避开所有障碍物,并准确到达指定地点进行采摘作业,漏摘率均保持在5%以下,无论是角速度还是线速度的控制误差均保持在允许范围(0~0.1)内,具有较高的控制精度。 展开更多
关键词 激光测距仪 移动采摘机器人 避障控制 人工势场法 点云数据
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基于三维激光虚拟成像的人物形态重构方法
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作者 范宏倩 《激光杂志》 北大核心 2026年第1期252-258,共7页
为了实现人物形态的高质量重构,提出基于三维激光虚拟成像的人物形态重构方法。利用三维激光虚拟成像技术生成人物形态图像,获取目标人物的初始信息。通过滤波、明暗恢复等步骤,提升初始图像的生成质量,从轮廓、深度等方面提取人物形态... 为了实现人物形态的高质量重构,提出基于三维激光虚拟成像的人物形态重构方法。利用三维激光虚拟成像技术生成人物形态图像,获取目标人物的初始信息。通过滤波、明暗恢复等步骤,提升初始图像的生成质量,从轮廓、深度等方面提取人物形态特征节点,根据特征点匹配结果,通过人物形态轮廓重构、曲面重构、渲染输出等步骤,得出人物形态重构结果。通过与传统重构方法的对比,发现优化设计方法得出的重构人物形态误差更小、表面信噪比更大,且人物重构视觉效果更优。 展开更多
关键词 三维激光成像 虚拟成像 人物形态 形态重构 图像处理
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