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采用多狭缝条纹管实现激光三维成像 被引量:21
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作者 赵宝升 陈敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1425-1427,共3页
为了实现高清晰,高准确的近距离和中距离探测,介绍了一种采用多狭缝条纹管实现激光三维成像的方法.多狭缝条纹管作为成像系统的核心器件,对成像准确起主要影响.通过对成像原理的分析以及条纹管参数之间的关系推导,对多狭缝条纹管的技术... 为了实现高清晰,高准确的近距离和中距离探测,介绍了一种采用多狭缝条纹管实现激光三维成像的方法.多狭缝条纹管作为成像系统的核心器件,对成像准确起主要影响.通过对成像原理的分析以及条纹管参数之间的关系推导,对多狭缝条纹管的技术指标进行了计算和设计,得出了电子光学系统的主要设计指标. 展开更多
关键词 激光成像雷达 条纹管 时间分辨率 空间分辨率
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多狭缝条纹变相管的设计 被引量:16
2
作者 陈敏 赵宝升 +1 位作者 盛立志 田进寿 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1309-1312,共4页
设计了一种有效面积大、体积小、重量轻的多狭缝条纹变相管.通过自行编程并进行MonteCarlo模拟计算,在离轴10mm处,静态空间分辨率可达20lp/mm,静态物理时间分辨率达100ps.在电子光学设计的基础上,完成了多狭缝条纹变相管的结构设计和机... 设计了一种有效面积大、体积小、重量轻的多狭缝条纹变相管.通过自行编程并进行MonteCarlo模拟计算,在离轴10mm处,静态空间分辨率可达20lp/mm,静态物理时间分辨率达100ps.在电子光学设计的基础上,完成了多狭缝条纹变相管的结构设计和机械加工,通过工艺设计,制作样管,阴极有效面积达22mm.最后进行静态测试,获得了具有一定分辨能力的静态图像.该像管可以用作变相管激光雷达的探测器,实现非扫描激光三维成像. 展开更多
关键词 条纹管 时间分辨率 空间分辨率 激光三维成像雷达
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单狭缝条纹管激光雷达的成像 被引量:17
3
作者 魏靖松 程元丽 +4 位作者 徐强 何曼泽 刘金波 李思宁 王骐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期496-500,共5页
介绍了一种新型激光三维成像方法,该方法用条纹管作为成像系统的接收端,使激光三维成像雷达具有高帧频、大视场角的特点.理论上介绍了该方法的成像原理,用实验验证了它对远距离目标的成像能力.建立了一套条纹管激光成像的演示系统,测定... 介绍了一种新型激光三维成像方法,该方法用条纹管作为成像系统的接收端,使激光三维成像雷达具有高帧频、大视场角的特点.理论上介绍了该方法的成像原理,用实验验证了它对远距离目标的成像能力.建立了一套条纹管激光成像的演示系统,测定了系统中的关键参数,获得了室内、室外特定目标的条纹像.证实了这种条纹管激光三维成像方法的可行性.并对完善该套成像系统提出了自己的见解. 展开更多
关键词 激光技术 条纹管 激光雷达 三维成像
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条纹管激光成像系统空间分辨力实验研究 被引量:12
4
作者 李思宁 王骐 +2 位作者 刘金波 广宇昊 李慧子 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1023-1026,共4页
简要分析了非扫描激光成像的技术优势,介绍了利用条纹管实现非扫描激光成像的工作原理,说明了图像空间分辨力与系统距离精度的对应关系。对影响图像空间分辨力的主要因素进行了理论分析,得到了系统总空间分辨力与各单元器件空间分辨力... 简要分析了非扫描激光成像的技术优势,介绍了利用条纹管实现非扫描激光成像的工作原理,说明了图像空间分辨力与系统距离精度的对应关系。对影响图像空间分辨力的主要因素进行了理论分析,得到了系统总空间分辨力与各单元器件空间分辨力和放大倍率的对应关系,在此基础上,对现有条纹管成像系统进行了相应的计算,得到了空间分辨力的理论预期值;最后,提出了一种基于分辨力板成像的系统空间分辨力测试方法,设计了相应的验证实验,对实测图像进行了去噪处理和数据分析,得到了图像的衬比度传递函数(CTF)曲线,通过衬比度传递函数分析,计算出了成像系统的实际空间分辨力,并将实测的分辨力数据与理论值进行了对比分析。 展开更多
关键词 激光成像 空间分辨力 条纹管 CCD 衬比度传递函数
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条纹管激光成像雷达目标重构算法 被引量:12
5
作者 孙剑峰 魏靖松 +2 位作者 刘金波 郜键 王骐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期510-513,共4页
条纹管激光成像雷达(STIL)是近10年发展起来的一种新型闪光式激光成像雷达,以瞬态光学器件条纹管作为探测接收器,可做到大视场、高分辨,分单狭缝和多狭缝两种体制。由于条纹管不能直接输出四维像(三维(3D)距离像加一维(1D)强度像),针对... 条纹管激光成像雷达(STIL)是近10年发展起来的一种新型闪光式激光成像雷达,以瞬态光学器件条纹管作为探测接收器,可做到大视场、高分辨,分单狭缝和多狭缝两种体制。由于条纹管不能直接输出四维像(三维(3D)距离像加一维(1D)强度像),针对两种体制的条纹图像,使用峰值探测法对远距离目标条纹像进行重构,获得完整的条纹管激光成像雷达四维像。实验结果表明,条纹管激光成像雷达是一种高分辨、高帧频的成像器件,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 成像系统 图像重构 峰值探测 条纹管 激光雷达
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单狭缝条纹管激光雷达四维成像实验 被引量:7
6
作者 魏靖松 王骐 +1 位作者 孙剑峰 郜键 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1231-1235,共5页
提出了一套用于远距离目标成像的实验设备,介绍了单狭缝条纹管激光成像雷达(STIL)四维(4D)成像实验平台的实验过程。利用这套设备得到了702 m目标条纹像,解释了条纹像和目标之间的对应关系,用多幅条纹像重构了目标的四维图像。简要分析... 提出了一套用于远距离目标成像的实验设备,介绍了单狭缝条纹管激光成像雷达(STIL)四维(4D)成像实验平台的实验过程。利用这套设备得到了702 m目标条纹像,解释了条纹像和目标之间的对应关系,用多幅条纹像重构了目标的四维图像。简要分析了狭缝、束散角等参数对成像精度的影响。实现了单狭缝条纹管激光成像雷达对远距离目标的成像,且距离分辨率可以达到0.5 m。 展开更多
关键词 激光技术 条纹管 激光雷达 四维成像 激光成像
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条纹管激光成像雷达条纹图像噪音分析与处理 被引量:10
7
作者 臧俊恒 李思宁 +2 位作者 王骐 刘金波 广宇昊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1533-1538,共6页
从条纹管激光成像雷达的结构和成像原理出发,讨论了各种噪音来源、噪音特点、影响因素、对最终图像的贡献大小和抑制方法.通过条纹管激光成像雷达阶梯目标扫描成像实验结果分析,噪音源理论分析得到了验证.结合条纹图像处理的特殊目的,... 从条纹管激光成像雷达的结构和成像原理出发,讨论了各种噪音来源、噪音特点、影响因素、对最终图像的贡献大小和抑制方法.通过条纹管激光成像雷达阶梯目标扫描成像实验结果分析,噪音源理论分析得到了验证.结合条纹图像处理的特殊目的,通过对比几种边界保持类平滑滤波算法,得出K近邻平滑均值滤波器具有更低的时间复杂度和空间复杂度和更好的滤噪效果,当取N=7,K=25时,可以在允许的处理时间内极大地提高条纹图像信噪比,然后,利用阈值算法有效滤除了背景噪音,最终成功地从复杂的噪音中提取到了条纹数据.这项工作为后续的目标像重构奠定了基础,并指出了下一步工作的方向和重点. 展开更多
关键词 激光成像雷达 噪音抑制 K近邻平滑均值滤波 条纹管 噪音分析 图像处理
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条纹管成像激光雷达距离分辨率 被引量:9
8
作者 赵文 韩绍坤 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期214-219,共6页
通过参数估计方法对条纹管成像激光雷达的距离分辨率进行了研究,利用数理统计理论分析了距离分辨率的Cramer-Rao下限(CRLB,fCRLB)。研究了条纹管激光雷达回波信号统计模型,推导出了条纹管成像激光雷达距离分辨率的fCRLB计算公式,分析了f... 通过参数估计方法对条纹管成像激光雷达的距离分辨率进行了研究,利用数理统计理论分析了距离分辨率的Cramer-Rao下限(CRLB,fCRLB)。研究了条纹管激光雷达回波信号统计模型,推导出了条纹管成像激光雷达距离分辨率的fCRLB计算公式,分析了fCRLB随距离间隔的变化关系,利用fCRLB对条纹管激光雷达的距离分辨率的影响因素进行了研究。结果表明,距离分辨率的fCRLB随着目标距离间隔的增加而减小,提高回波信号的信噪比和条纹管的扫描速度都可以减小距离间隔估计方差的fCRLB,从而提高成像系统距离分辨率;针对特定的条纹管扫描速度,存在最佳激光脉冲发射宽度,使得系统距离分辨率达到最高。 展开更多
关键词 成像系统 条纹管 激光雷达 距离分辨率 Cramer—Rao下限
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用于激光雷达的大探测面积超小型条纹管 被引量:7
9
作者 惠丹丹 田进寿 +1 位作者 卢裕 王俊锋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期308-314,共7页
利用三维电磁仿真软件CST模拟设计了一款小型电聚焦条纹管,在模拟中采用了正交实验法来确定条纹管各电极间距离及各电极电压。同时,根据条纹管像差定义对其像质进行了全面的理论分析和评价。优化设计的条纹管阴极有效工作面积直径大于28... 利用三维电磁仿真软件CST模拟设计了一款小型电聚焦条纹管,在模拟中采用了正交实验法来确定条纹管各电极间距离及各电极电压。同时,根据条纹管像差定义对其像质进行了全面的理论分析和评价。优化设计的条纹管阴极有效工作面积直径大于28 mm,物理时间分辨率优于30 ps,边缘静态空间分辨率大于20 lp/mm,条纹管放大倍率为1.07,总管长仅为100 mm,管外围直径为50 mm。满足航天、空间探测以及海洋执法等应用领域非扫描式激光雷达技术对大探测面积、超小型条纹变像管的应用需求。 展开更多
关键词 超快光学 条纹管 正交实验法 时间分辨率 空间分辨率 激光雷达
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模块化程控各向异性聚焦条纹相机 被引量:5
10
作者 刘杰 丁永坤 +10 位作者 田进寿 刘慎业 曹希斌 温文龙 胡昕 徐向晏 王俊锋 董改云 刘虎林 王超 张铁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2405-2410,共6页
通过采用各向异性聚焦及电四极透镜技术,设计出物理弥散达到0.38ps,边缘空间分辨力达到56lp/mm的新型条纹变像管。研制出对条纹相机高压输出、环境监测、扫描档位切换和相机工作方式选择的模块化程控系统。利用Nd:YLF(脉冲宽度8ps、波长... 通过采用各向异性聚焦及电四极透镜技术,设计出物理弥散达到0.38ps,边缘空间分辨力达到56lp/mm的新型条纹变像管。研制出对条纹相机高压输出、环境监测、扫描档位切换和相机工作方式选择的模块化程控系统。利用Nd:YLF(脉冲宽度8ps、波长263nm)脉冲激光器对相机的性能指标进行了标定,测得静态和动态空间分辨力分别为35lp/mm和25lp/mm,动态范围达到950∶1,时间分辨力达到8ps,在扫描和狭缝方向可实现独立变倍和KB显微镜耦合,便于对目标的空间分辨力进行灵活配置。 展开更多
关键词 条纹变像管 模块化 远程控制 调制传递函数 各向异性聚焦
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条纹管紫外激光成像技术方案及性能分析 被引量:4
11
作者 李思宁 广宇昊 +2 位作者 王骐 刘金波 王潜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期827-829,856,共4页
介绍了利用条纹管作为探测器实现紫外激光成像的技术方案,阐述了条纹管紫外激光成像的工作原理,设计了核心器件的技术指标,理论分析了整个系统的性能,重点计算了激光成像系统的探测距离,理论证明了条纹管紫外激光成像系统的技术可行性。
关键词 激光成像 条纹管 紫外激光 激光雷达方程
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条纹管激光成像雷达数据处理系统分析与设计 被引量:5
12
作者 李思宁 广宇昊 +1 位作者 臧俊恒 刘金波 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期943-946,共4页
条纹管激光成像雷达(STIL)的大视场、高帧频、高空间分辨率和时间分辨率等特点要求其数据处理系统具有相应的高性能。通过简要分析条纹管激光成像雷达数据处理的内容及性能要求,对条纹管激光成像雷达数据处理系统进行了分析和设计。简... 条纹管激光成像雷达(STIL)的大视场、高帧频、高空间分辨率和时间分辨率等特点要求其数据处理系统具有相应的高性能。通过简要分析条纹管激光成像雷达数据处理的内容及性能要求,对条纹管激光成像雷达数据处理系统进行了分析和设计。简要介绍了条纹管激光成像雷达的典型系统结构,通过详细分析条纹管激光成像雷达数据处理内容,将所需处理的数据分为延时触发信号和条纹图像两类分别进行研究。根据系统指标要求,对比不同时序控制方案的优缺点,设计了基于Altera可编程控制(CPLD)的高精度可调谐数字延时控制子系统,以保证系统各部件严格按既定时序运作,实时捕获目标条纹图像并进行处理;通过对比不同的图像处理系统实现方案,分析系统硬件成本、建立周期和开发难度等因素,设计了以智能相机为核心的条纹图像处理系统。在此基础上,初步建立起条纹管激光成像雷达数据处理硬件平台。 展开更多
关键词 激光技术 激光成像雷达 条纹管 数据处理 系统设计
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用于激光聚变的X射线条纹相机阴极检测系统 被引量:3
13
作者 顾礼 宗方轲 +3 位作者 李翔 周军兰 杨勤劳 郭宝平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期263-267,共5页
研制了一套X射线条纹相机光电阴极检测系统,用于激光惯性约束聚变中阴极的快速标定和检测。通过三位一体的条纹变像管设计,条纹变像管电子光学系统的优化,真空室、控制系统的制备,系统的装调、集成和测试,研制了光电阴极检测系统。组建... 研制了一套X射线条纹相机光电阴极检测系统,用于激光惯性约束聚变中阴极的快速标定和检测。通过三位一体的条纹变像管设计,条纹变像管电子光学系统的优化,真空室、控制系统的制备,系统的装调、集成和测试,研制了光电阴极检测系统。组建了阴极系统静态测试平台,标定了其静态特性,测试结果显示:3条条纹像中心的偏移率在狭缝方向为2.8%,在垂直于狭缝方向为6.6%,平均放大倍率1.29,误差在0.8%,边缘空间分辨率大于10 lp/mm。该系统可以满足激光聚变诊断研究对于X射线条纹相机光电阴极的检测需求。 展开更多
关键词 X射线探测器 条纹相机 条纹变像管 光电阴极 空间分辨率
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条纹管成像激光雷达条纹数据提取算法 被引量:4
14
作者 马晨宁 赵文 +1 位作者 韩绍坤 王平 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期195-199,共5页
条纹管成像激光雷达(STIL)是一种新型闪光式激光成像雷达,具有大视场、高分辨率、高帧频等优点,其条纹数据的准确提取是后期目标图像三维重构的关键,现有的峰值探测法忽略了噪声与CCD采样误差对目标条纹数据偏差的影响,在提取条纹数据... 条纹管成像激光雷达(STIL)是一种新型闪光式激光成像雷达,具有大视场、高分辨率、高帧频等优点,其条纹数据的准确提取是后期目标图像三维重构的关键,现有的峰值探测法忽略了噪声与CCD采样误差对目标条纹数据偏差的影响,在提取条纹数据时存在较大的误差。针对其影响并基于对特定回波波形及理论回波波形的分析,提出了一种新的条纹数据提取算法,不但能够有效降低噪声和CCD采样误差对条纹数据提取的偏差,更能够方便地去除系统的整体综合噪声。为验证该算法的准确性,设计了阶梯目标成像实验,实验结果表明该方法可以明显提高条纹管成像激光雷达条纹数据提取的精度。 展开更多
关键词 图像处理 激光雷达 条纹管 高斯分布 噪声 拉格朗日插值
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条纹管蓝绿激光雷达水下成像技术 被引量:4
15
作者 石吟馨 王葵 张畅 《光电子技术》 CAS 2015年第3期195-199,共5页
从条纹管工作原理、条纹管激光雷达构成及条纹管的技术要求等几方面进行了技术方面的概述。并介绍了所研制的条纹管,其各项指标能够满足制备激光雷达的基本要求。
关键词 条纹管 蓝绿激光 激光雷达 水下成像
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一小型化多用途条纹变像管 被引量:3
16
作者 陈正楷 田进寿 +6 位作者 刘虎林 白永林 刘百玉 欧阳娴 白晓红 杨文正 赵军平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2379-2382,共4页
为适应便携式和小型化发展的需要,设计了一款管长119.773mm的静电聚焦式条纹变像管,模拟了2000个阴极出射光电子在该管内电场中运动的轨迹.根据模拟计算的结果计算和分析了该管的时间点扩展函数、空间分辨率和工作在动态情况下的时间分... 为适应便携式和小型化发展的需要,设计了一款管长119.773mm的静电聚焦式条纹变像管,模拟了2000个阴极出射光电子在该管内电场中运动的轨迹.根据模拟计算的结果计算和分析了该管的时间点扩展函数、空间分辨率和工作在动态情况下的时间分辨率和空间分辨率等主要技术指标参量.结果表明,该变像管时间分辨率达到2.9ps,阴极有效面积直径达到Φ15mm,且具有较大的动态范围. 展开更多
关键词 条纹变像管 多用途 调制传递函数 时间分辨率 空间分辨率
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X射线条纹管成像性能提升的研究 被引量:4
17
作者 张敬金 雷保国 杨勤劳 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期14-19,共6页
由于受到场曲的影响,条纹管的空间分辨能力随离轴高度增加而变弱.为了提高条纹管的整体分辨能力,利用有限差分法求解模拟X射线条纹管的电子光学结构,采用Monte Carol方法和龙格库塔法追踪电子轨迹,得到电子轨迹最佳像面的形状,计算出具... 由于受到场曲的影响,条纹管的空间分辨能力随离轴高度增加而变弱.为了提高条纹管的整体分辨能力,利用有限差分法求解模拟X射线条纹管的电子光学结构,采用Monte Carol方法和龙格库塔法追踪电子轨迹,得到电子轨迹最佳像面的形状,计算出具有实用性的球面荧光屏的曲率半径为83 mm,并制作出相应曲率的球面荧光屏用于测试.通过实验观测以及理论分析证明,此球面荧光屏可使条纹管图像分辨能力提高1.2~1.3倍,有效提高条纹管单次测量所获取信息量. 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 条纹管 球面荧光屏 空间分辨率 电子轨迹 数值模拟 有限差分法
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激光聚变领域高性能条纹相机研究现状与展望 被引量:2
18
作者 胡昕 李晋 +7 位作者 刘慎业 张昆林 黎宇坤 王峰 杨家敏 丁永坤 江少恩 张兴 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期62-71,共10页
条纹相机(包括X射线条纹相机和可见光光学条纹相机)是一种高时空分辨的诊断设备,在激光惯性约束聚变(ICF)物理实验研究中具有非常重要的应用。介绍了当今国内外激光聚变领域获得广泛应用的两种主要类型条纹相机的技术性能以及各自的技... 条纹相机(包括X射线条纹相机和可见光光学条纹相机)是一种高时空分辨的诊断设备,在激光惯性约束聚变(ICF)物理实验研究中具有非常重要的应用。介绍了当今国内外激光聚变领域获得广泛应用的两种主要类型条纹相机的技术性能以及各自的技术特点,它们分别采用了同轴电极双聚焦电子光学扫描变像管和双板电极电子光学扫描管。在技术指标方面,重点论述了条纹相机动态范围的判据,分析了激光聚变实验对条纹相机动态范围的需求,介绍了当今国际上高性能条纹相机动态范围指标的现状。文章也介绍了和条纹相机发展应用相关的几项重要技术进展,这些进展包括先进光时标、抗辐射加固记录系统和抑制相机背景噪声的阴极选通技术。 展开更多
关键词 激光聚变 条纹相机 扫描管 抗辐射加固 CMOS器件 阴极选通
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取样成像扫描式分幅技术 被引量:3
19
作者 李冀 屈军乐 +4 位作者 廖华 周军兰 杨勤劳 张焕文 牛憨笨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期461-466,共6页
介绍了用于惯性约束聚变 ( ICF)等离子体诊断的取样成像扫描分幅技术的原理 ,分析了该分幅技术的有关特性参数 ,如曝光时间、画幅数目、空间分辨率等。借助于特别设计的扫描变像管进行了该技术的原理性实验 ,并利用计算机数字图像处理... 介绍了用于惯性约束聚变 ( ICF)等离子体诊断的取样成像扫描分幅技术的原理 ,分析了该分幅技术的有关特性参数 ,如曝光时间、画幅数目、空间分辨率等。借助于特别设计的扫描变像管进行了该技术的原理性实验 ,并利用计算机数字图像处理技术进行图像的重构。实验获得了持续时间约1 0 0 ps的发光过程的 1 6幅图像 ,曝光时间优于 6.3 ps,阴极上空间分辨率为 3 .5lp/ mm。 展开更多
关键词 扫描变像管相机 ICF诊断 取样成像扫描式分幅技术 等离子体诊断
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皮秒级时间分辨超快高能脉冲激光光谱 被引量:3
20
作者 王小鹏 薛战理 曹锋 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期604-608,共5页
介绍了一种利用光电摄谱法和条纹管相结合测量ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的方法。论述了条纹相机工作原理和平面衍射光栅的分光原理,分析指出利用介绍的装置,可以实现波长300nm~1 600nm、脉宽>2ps超快高能脉冲激光的光谱测... 介绍了一种利用光电摄谱法和条纹管相结合测量ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的方法。论述了条纹相机工作原理和平面衍射光栅的分光原理,分析指出利用介绍的装置,可以实现波长300nm~1 600nm、脉宽>2ps超快高能脉冲激光的光谱测量。采用1 054nm超快高能脉冲激光器,实验得到了条纹像,对条纹像进行数据处理后得到测量光谱曲线,通过能量标定后,得到了超快高能脉冲激光器实际光谱曲线,验证了ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱方法。讨论了系统中耦合透镜组对光谱测量和光纤色散角对条纹图像的影响,论述了ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的作用。随着条纹管制造技术的飞速发展,该方法可用于fs级激光光谱的测量。 展开更多
关键词 皮秒脉冲 激光光谱 条纹管 超快脉冲
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