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基于曲率传感的稀疏孔径望远镜共焦检测方法研究
1
作者
安其昌
吴小霞
李洪文
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期268-276,共9页
为了更好地对大口径稀疏孔径望远镜进行共焦调控,利用曲率传感方法非干涉、大范围、波段鲁棒的特点。首先,利用近场电磁波的传输方程分析了稀疏孔径望远镜共焦调控的基本原理。其次,结合曲率传感理论,进行了稀疏孔径望远镜共焦调控误差...
为了更好地对大口径稀疏孔径望远镜进行共焦调控,利用曲率传感方法非干涉、大范围、波段鲁棒的特点。首先,利用近场电磁波的传输方程分析了稀疏孔径望远镜共焦调控的基本原理。其次,结合曲率传感理论,进行了稀疏孔径望远镜共焦调控误差分析。再次,对于曲率传感稀疏孔径望远镜共焦检测的可行性进行了分析与实验。之后,利用桌面实验实现了大口径稀疏孔径望远镜共焦检测的原理贯通。最终,波前倾斜探测结果与原始波前相比,相关性从0.26上升至0.83。利用曲率传感可实现20个波长范围的共焦测量,避免了传统方法对像点进行多次移动标校以及逐个调节的缺点。文中实现了大通量共焦误差感知与收敛调控,为未来大口径稀疏孔径望远镜的建设打下技术基础。
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关键词
曲率传感
波前像差
稀疏孔径望远镜
共焦
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职称材料
基于差动共焦的倾角测量传感器
2
作者
王廷煜
王之一
+4 位作者
杨永强
糜小涛
王建立
姚凯男
程雪
《液晶与显示》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1481-1489,共9页
为了解决传统激光差动共焦显微镜(LDCM)无法在测距的同时,进行高精度倾斜角度测量的问题,提出了一种基于差动共焦的倾角测量传感器。在对倾斜表面进行测量时,该传感器首先利用轴向扫描获取的差动响应信号精准定位其焦点位置,然后分析显...
为了解决传统激光差动共焦显微镜(LDCM)无法在测距的同时,进行高精度倾斜角度测量的问题,提出了一种基于差动共焦的倾角测量传感器。在对倾斜表面进行测量时,该传感器首先利用轴向扫描获取的差动响应信号精准定位其焦点位置,然后分析显微镜光瞳面场强分布并提取光斑图像的峰值位置,从而实现对倾角的精准测量。首先,建立聚焦光束经倾斜待测面反射后的光场分布模型,对不同倾斜角度下显微镜光瞳面的场强分布情况进行分析。然后,在分析倾斜光斑特征的基础上,提出了采用改进Meanshift算法进行光斑峰值位置提取的方法。最后,通过实验验证了传感器对倾角测量的有效性。实验结果表明,传感器对倾斜程度(0~8°)测量平均误差为0.011°,对倾斜方向(0~360°)的测量平均误差为0.128°,能够满足利用差动共焦非接触光学探针对三维表面进行检测的过程中,对待测表面倾斜角度测量的要求。该传感器为自由曲面的高精度轮廓测量提供了一种新的方法。
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关键词
非接触光学探针
差动共焦
三维检测
倾斜测量
峰值提取
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职称材料
基于旋转扫描的高分辨率光子计数测距方法
3
作者
张瀚夫
刘杰
+1 位作者
安其昌
王建立
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第11期188-196,共9页
光子计数测距激光雷达在暗弱目标探测、激光遥感等方面均有着极大的应用潜力。激光固态密集分束照明探测虽然相较逐点扫描的方法而言,能够有效提高探测时效性,但在保证较高探测空间分辨率的条件下,激光能量损耗较大。为了能够既保证对...
光子计数测距激光雷达在暗弱目标探测、激光遥感等方面均有着极大的应用潜力。激光固态密集分束照明探测虽然相较逐点扫描的方法而言,能够有效提高探测时效性,但在保证较高探测空间分辨率的条件下,激光能量损耗较大。为了能够既保证对目标的高效探测,同时减少密集分束对激光能量的消耗,提出了旋转扫描与推扫相结合的探测方法。对目标进行激光分束照明后,在推扫的过程中快速旋转激光束群,并利用单光子阵列探测器同时对不同目标点返回的信号光子进行采集,以此在固定时间内得到更多的采样点数据。搭建单光子测距系统,发射端利用光纤将激光进行分束,利用位移台模拟推扫,旋转光纤支架模拟旋转扫描,接收端通过单光子阵列探测器并行接收回波光子。对文中所提方法进行了原理性验证,测量出系统测距的精度和准确度,并对上述二者与光子计数间的关系进行了探究。实验结果表明:对于文中所搭建系统,目标点所在像素位置测距的精度优于1.48 cm,准确度优于2.78 cm。二者均随着光子数的增加而提高,并逐渐趋于一个常数。经过旋转扫描,所测得的深度信息较未经旋转扫描所测深度信息增加了33%。总结可得通过旋转扫描能够有效提高探测得到的目标空间分辨率。
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关键词
光子计数
激光雷达
激光测距
旋转推扫
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职称材料
题名
基于曲率传感的稀疏孔径望远镜共焦检测方法研究
1
作者
安其昌
吴小霞
李洪文
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
吉林省智能波前传感与控制重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期268-276,共9页
基金
国家自然科学基金项目(12133009,12373090)
中国科学院青年创新促进会项目(2020221)
中国科学院关键核心技术攻关项目(YZQT024)。
文摘
为了更好地对大口径稀疏孔径望远镜进行共焦调控,利用曲率传感方法非干涉、大范围、波段鲁棒的特点。首先,利用近场电磁波的传输方程分析了稀疏孔径望远镜共焦调控的基本原理。其次,结合曲率传感理论,进行了稀疏孔径望远镜共焦调控误差分析。再次,对于曲率传感稀疏孔径望远镜共焦检测的可行性进行了分析与实验。之后,利用桌面实验实现了大口径稀疏孔径望远镜共焦检测的原理贯通。最终,波前倾斜探测结果与原始波前相比,相关性从0.26上升至0.83。利用曲率传感可实现20个波长范围的共焦测量,避免了传统方法对像点进行多次移动标校以及逐个调节的缺点。文中实现了大通量共焦误差感知与收敛调控,为未来大口径稀疏孔径望远镜的建设打下技术基础。
关键词
曲率传感
波前像差
稀疏孔径望远镜
共焦
Keywords
curvature sensing
wavefront aberration
sparse aperture telescope
co-focu
分类号
TH751 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
基于差动共焦的倾角测量传感器
2
作者
王廷煜
王之一
杨永强
糜小涛
王建立
姚凯男
程雪
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
吉林省智能波前传感与控制重点实验室
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
济南国科医工科技发展有限公司
出处
《液晶与显示》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1481-1489,共9页
基金
国家自然科学基金(No.62005273,No.12133009)
山东省自然科学基金青年基金(No.ZR2020QF100)。
文摘
为了解决传统激光差动共焦显微镜(LDCM)无法在测距的同时,进行高精度倾斜角度测量的问题,提出了一种基于差动共焦的倾角测量传感器。在对倾斜表面进行测量时,该传感器首先利用轴向扫描获取的差动响应信号精准定位其焦点位置,然后分析显微镜光瞳面场强分布并提取光斑图像的峰值位置,从而实现对倾角的精准测量。首先,建立聚焦光束经倾斜待测面反射后的光场分布模型,对不同倾斜角度下显微镜光瞳面的场强分布情况进行分析。然后,在分析倾斜光斑特征的基础上,提出了采用改进Meanshift算法进行光斑峰值位置提取的方法。最后,通过实验验证了传感器对倾角测量的有效性。实验结果表明,传感器对倾斜程度(0~8°)测量平均误差为0.011°,对倾斜方向(0~360°)的测量平均误差为0.128°,能够满足利用差动共焦非接触光学探针对三维表面进行检测的过程中,对待测表面倾斜角度测量的要求。该传感器为自由曲面的高精度轮廓测量提供了一种新的方法。
关键词
非接触光学探针
差动共焦
三维检测
倾斜测量
峰值提取
Keywords
non-contact optical probe
differential confocal
3D detection
tilt measurement
peak extraction
分类号
TH741 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
基于旋转扫描的高分辨率光子计数测距方法
3
作者
张瀚夫
刘杰
安其昌
王建立
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
吉林省智能波前传感与控制重点实验室
中国科学院空间目标与碎片观测
重点
实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第11期188-196,共9页
基金
国家自然科学基金项目(62135015,62005279)
国家重点研发计划项目(2020YFA0714102)
+1 种基金
中国科学院青年创新促进会项目(2020221)
吉林省科技发展计划项目(20220402032GH)。
文摘
光子计数测距激光雷达在暗弱目标探测、激光遥感等方面均有着极大的应用潜力。激光固态密集分束照明探测虽然相较逐点扫描的方法而言,能够有效提高探测时效性,但在保证较高探测空间分辨率的条件下,激光能量损耗较大。为了能够既保证对目标的高效探测,同时减少密集分束对激光能量的消耗,提出了旋转扫描与推扫相结合的探测方法。对目标进行激光分束照明后,在推扫的过程中快速旋转激光束群,并利用单光子阵列探测器同时对不同目标点返回的信号光子进行采集,以此在固定时间内得到更多的采样点数据。搭建单光子测距系统,发射端利用光纤将激光进行分束,利用位移台模拟推扫,旋转光纤支架模拟旋转扫描,接收端通过单光子阵列探测器并行接收回波光子。对文中所提方法进行了原理性验证,测量出系统测距的精度和准确度,并对上述二者与光子计数间的关系进行了探究。实验结果表明:对于文中所搭建系统,目标点所在像素位置测距的精度优于1.48 cm,准确度优于2.78 cm。二者均随着光子数的增加而提高,并逐渐趋于一个常数。经过旋转扫描,所测得的深度信息较未经旋转扫描所测深度信息增加了33%。总结可得通过旋转扫描能够有效提高探测得到的目标空间分辨率。
关键词
光子计数
激光雷达
激光测距
旋转推扫
Keywords
photon counting
lidar
laser ranging
rotary scanning
分类号
TN215 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于曲率传感的稀疏孔径望远镜共焦检测方法研究
安其昌
吴小霞
李洪文
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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下载PDF
职称材料
2
基于差动共焦的倾角测量传感器
王廷煜
王之一
杨永强
糜小涛
王建立
姚凯男
程雪
《液晶与显示》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于旋转扫描的高分辨率光子计数测距方法
张瀚夫
刘杰
安其昌
王建立
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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