2023年 第52卷 第6期
2023, 52(6): 20230169.
doi: 10.3788/IRLA20230169
激光成像在多个领域中应用广泛，其成像时包含一系列的信号和信息处理过程，会对成像质量造成关键性的影响，并在成像信息运用的过程中起着关键性作用。文中主要针对典型激光成像处理技术进行综述性研究。首先，讨论了典型成像体制的激光成像处理技术特征，按照信号处理和信息处理两个阶段归纳了主要的共性处理方法和内容。其次，分析了激光信号去噪、辐射与几何校正和激光点云处理技术，激光测距、图像重建、目标检测的信息处理技术的发展现状，研究了典型处理技术特别是基于深度学习的激光成像智能处理技术的实现过程。最后，分析了激光成像处理技术的发展需求和未来发展方向，希望能对激光成像的相关研究带来一定的参考作用。
2023, 52(6): 20230334.
doi: 10.3788/IRLA20230334
光纤激光是20世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间，至今已有约15年的历程，取得了一系列同行认可的研究成果。学校光纤激光的研究主体依托于光学工程学科。光学工程学是学校的优势学科之一，近几轮学科评估中得到了很好的成绩，为光纤激光方面的研究提供了高水平的科研平台和人才队伍等；另一方面，光纤激光的发展也受益于学校学科门类比较齐全的优势和在学科交叉方面的有益探索与实践。文中从学科交叉视角，梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破，从科研范式演进、学科主体驱动、应用需求牵引和科教融合发展等四个方面分析交叉科学研究和交叉学科建设面临的机遇。
2023, 52(6): 20230193.
doi: 10.3788/IRLA20230193
悬浮光力传感技术利用真空环境的光阱实现对微纳尺度机械振子的悬浮和囚禁，将待测物理量转换为光悬浮机械振子运动参数的变化，理论上该振子与外部环境热噪声和振动完全隔绝，具有极高的测量分辨率潜力和易于小型化的独特优势。该技术在精密测量、微观热力学研究、暗物质观测、宏观量子态操控等领域具有广阔的应用前景。首先，阐述了悬浮光力系统中光力与光阱的基础概念和力学测量等基本理论；其次，介绍了其中初始起支、光力增强、位移测量、输出信号标定和等效反馈冷却等关键技术的研究进展，对比分析各子技术的特点，随后列举了悬浮光力传感技术在极弱力、加速度、微观质量、电学量、力矩等物理量测量中的典型应用；最后，总结了该技术的发展趋势，并提出相关建议。
2023, 52(6): 20230131.
doi: 10.3788/IRLA20230131
基于光纤受激布里渊散射的布里渊光纤激光器以其Hz量级甚至亚Hz量级的超窄线宽特性，自问世以来便吸引了广泛的研究关注。超窄线宽布里渊光纤激光器主要经历三个发展阶段，从最初的基于单模光纤谐振腔的布里渊光纤激光器，到向腔内引入掺铒光纤放大器的布里渊掺铒光纤激光器，再到利用一段普通掺铒光纤同时提供布里渊增益与线性增益的紧凑型布里渊掺铒光纤激光器，激光器的性能不断得到发展，相关理论研究也不断得到丰富。近10年，紧凑型布里渊掺铒光纤激光器的研究取得了一系列的进展，在高精度光纤传感等诸多领域有着十分重要的应用前景。按照三个发展阶段依次梳理和总结了布里渊光纤激光器的研究进展，重点阐述了紧凑型布里渊掺铒光纤激光器的机理、特性和应用，并对其未来发展方向进行展望。
2023, 52(6): 20230181.
doi: 10.3788/IRLA20230181
光学陀螺作为光电惯性导航系统的核心器件，在众多领域发挥着举足轻重的作用。随着科学技术的不断进步，传统的激光陀螺、轻质化的光纤陀螺以及集成化的微光陀螺齐头并进、蓬勃发展，但无论是哪一种陀螺样式，在性能优化的过程之中都不可避免地需要考虑背向散射的问题。背向散射是光学陀螺中的一种噪声源，其会带来陀螺的输出偏置或闭锁效应，从而影响其性能。为了更好地理解光学陀螺中的背向散射机制，首先从半经典理论下的自洽方程组出发讨论背向散射的基本原理，而后依照光学陀螺的发展脉络，分析各种光学陀螺的背向散射分析方法、测量手段以及抑制方法，最后对目前光学陀螺中有关背向散射亟待解决的问题进行总结并展望。
2023, 52(6): 20230175.
doi: 10.3788/IRLA20230175
由共用镜坯、径向折叠的多个环带反射镜组成的成像系统具有紧凑化、免装调的特点。为确保各反射镜的面形精度和相互位姿精度，提出了计算全息（Computer Generated Hologram, CGH）补偿干涉测量方法。针对可见光/近红外成像需求，基于共轴折叠思路设计了环带四反射镜成像系统；应用金刚石车削工艺加工了多环带共体反射镜；重点针对其中共体的主镜、三镜和次镜、四镜分别设计了CGH补偿器，通过合理选择离焦载频和CGH轴向位置，有效分离了干扰衍射级次的鬼像，实现了多个反射镜面形与相互位姿误差的同步检测。干涉测量结果表明，多个反射镜同时达到接近零条纹状态，面形精度和相互位姿精度较高，且无鬼像干扰。系统对100 m远处目标探测实验表明，反射镜不需要额外装调即可实现良好成像，具有集成度高、研制周期短、成像质量高的优点。
2023, 52(6): 20230242.
doi: 10.3788/IRLA20230242
LD泵浦掺镱光纤激光器具有低成本、高效率、高光束质量等优点，在工业、科研、国防等领域有着广泛的应用。在大部分实际应用中，由功率和光束质量决定的亮度是影响光纤激光器实际作用性能的核心指标。受到非线性效应（尤其是受激拉曼散射）和模式不稳定效应的限制，当前高亮度掺镱光纤激光器输出功率提升遭遇了明显的技术瓶颈。为了抑制非线性效应和模式不稳定效应，在传统方法的基础上，提出了变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等成体系的方法以提升光纤激光器的输出功率；为了有效提高对光纤激光器的设计研发能力，提出并开发了具有自主知识产权的光纤激光仿真软件SeeFiberLaser。首先，介绍了影响宽谱高功率掺镱光纤激光器亮度提升的主要限制因素，给出了各个限制因素的抑制方法；其次，利用自研光纤激光仿真软件SeeFiberLaser对提升光纤激光器功率的方法进行优化设计，并对工业常用的振荡器和高亮度光纤激光放大器进行仿真优化；然后，介绍课题组采用后向泵浦、变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等方法提升激光功率，实现的6~10 kW高亮度功率光纤激光器；最后，对更高亮度光纤激光器的技术方案进行讨论和展望，提出了无源器件集成化、增益传能光纤一体化等思路，提出了基于变纤芯直径增益传能一体化光纤和集成化无源器件的新型高功率近单模光纤激光器技术方案。
2023, 52(6): 20230189.
doi: 10.3788/IRLA20230189
在经典理论框架下，相干探测性能受限于散粒噪声对应的标准量子极限，而量子增强接收技术通过引入位移算子，采用关联的方式将经典的平衡零拍/零差探测转化为光子数态的测量，理论上可以突破标准量子极限并不断逼近Helstrom极限。无歧义量子态识别(Unambiguous State Discrimina-tion, USD)是量子增强接收常用的识别判决策略之一。然而，由于微弱光信号的能量有限，传统的USD量子增强接收方法的适用微弱信号范围较小，微弱信号识别的错误率较高。提出了一种QPSK调制量子增强接收的混合测量优化方案，该方案首先通过二态零差测量将QPSK相干态的区分转化为BPSK相干态的区分，然后通过BPSK量子增强接收测量实现相干态的无歧义识别。仿真表明，混合测量方案在平均光子数在3.2~11.3之间优于经典的外差测量方案，而且比传统QPSK量子增强接收方案具有更大的适用信号范围。
2023, 52(6): 20230178.
doi: 10.3788/IRLA20230178
为抑制光参量振荡器（Optical Parametric Oscillator，OPO）振荡过程中信号光和闲频光向泵浦光的逆转换，首次采用在L型OPO腔的支路中插入信号光倍频晶体LiB3O5的（简称LBO）的方式，实现了BaGa4Se7（BGSe） OPO闲频光的高转换效率输出，当泵浦激光（1.06 μm）能量为115 mJ时，闲频光（3.5 μm）能量为16.18 mJ，光光转换效率为14.06%，斜效率为18.4%，这是目前已知1.06 μm激光泵浦BGSe OPO最高的转换效率。模拟了不同泵浦能量下L型腔中有无LBO晶体时BGSe OPO腔内的三波波形，并给出了闲频光在实验中的输出波形。与传统OPO腔相比，所提出的L型OPO腔（含倍频晶体）在大能量泵浦条件下抑制了逆转换，可获得更高的闲频光转换效率。
2023, 52(6): 20230192.
doi: 10.3788/IRLA20230192
随着激光技术的迅速发展，激光武器装备日益增多，广泛应用各个领域的光电成像系统被激光致盲或致眩的概率骤增，信息获取能力急剧下降，因此，光电成像系统激光防护技术研究变得越来越重要。简要介绍了基于线性材料和非线性材料的光电成像系统激光致盲防护技术的机理及局限，重点阐述了以二氧化钒为代表的基于相变材料的激光致盲防护技术的机理、制备方法和应用进展，详细分析了基于计算成像的激光致盲防护技术的机理和初步应用探索，结合激光致盲与致眩的关系补充说明了研究光电成像系统激光致眩防护技术的必要性和可行性，最后总结了光电成像系统各种激光防护技术的优缺点以及未来发展方向。
2023, 52(6): 20230143.
doi: 10.3788/IRLA20230143
激光多普勒测速技术以其高精度和高可靠性得到广泛应用，其为运动载体的导航定位提供了一种全新的独立测速手段，在提高定位精度方面发挥了重要作用。随着应用场景的拓展，现有的激光多普勒测速技术亟待进一步的发展和优化。文中从激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter, LDV)的测速原理、种类分类和导航应用研究现状三个方面入手，对用于运动载体导航定位的LDV技术进行综述。可以看到，利用LDV进行组合导航的航迹推算精度已经优于0.01%，达到了高精度导航定位的要求，其中单光束LDV比双光束LDV更适合车载应用，能敏感更多维度速度分量的LDV对导航精度提高的效果更明显。同时，对LDV后续的发展方向进行了展望，LDV与更低成本的SINS进行组合导航是下一步值得研究的方向。可以预见，LDV有望在未来成为覆盖高低速测量、海陆空全领域的高精度独立测速装置，在解决实际科学和工程问题中发挥更大、更重要的作用。
2023, 52(6): 20230264.
doi: 10.3788/IRLA20230264
里德堡原子是一种高激发态的原子，具有较大电偶极矩，相邻能级差可覆盖DC~THz的超宽频谱范围，因而可以实现电磁场高灵敏、超宽带的传感接收。基于里德堡原子的无线电光学测量是通过碱金属原子在探测光和控制光等两束激光的精确调控下转变为里德堡原子，并使探测光透射光谱产生电磁诱导透明效应，进而在输入的无线电信号的作用下，使其透明光谱发生Autler-Townes (AT)劈裂，完成无线电信号到光学信号的转化，从而实现无线电信号频率、幅度、相位等信息的提取，具有直接解调、无需校准、抗电磁毁伤等特点。近年来，该技术在电场计量、电磁频谱侦测、通信、雷达等电子信息技术领域引起人们的强烈关注。该技术的关键在于如何从原子系统输出光谱中快速准确地提取出无线电信号的信息。针对静态无线电信号、动态无线电信号、单频无线电信号、多频无线电信号等不同类型的无线电信号，对应的信息提取和光谱处理方式也不同。依据不同类型的无线电信号，对基于里德堡原子的无线电光学测量及其光谱处理技术进行分类，并综述其原理、技术特点及国内外研究进展，最后结合该技术特点及其应用前景，对未来发展趋势作了展望。
2023, 52(6): 20230197.
doi: 10.3788/IRLA20230197
随着红外探测技术手段的多样化发展，红外隐身技术的需求日益迫切。由于传统的红外隐身技术面临着多途径目标探测和多功能兼容的严峻挑战，因此研究光学微纳结构红外隐身技术有着十分重要的意义。基于局域共振机制的亚波长尺度的光学微纳结构，极大地丰富了人们对光的传输行为的调控。在红外隐身技术领域，光学微纳结构可以针对红外辐射特性进行材料和结构的精细化设计，从而满足理想红外隐身发射光谱的需求，为发展更加多光谱、多功能、自适应的红外隐身技术提供全新的解决方案。文中围绕红外隐身技术的相关研究，首先介绍了多层薄膜吸收体、金属表面等离子激元、基于相变材料薄膜可调吸收体、智能化设计光学微纳结构实现光谱响应的基本原理，在此基础上，重点回顾了近年来基于光学微纳结构的红外隐身技术新特点，包括多光谱红外隐身技术、多功能红外隐身技术、自适应红外隐身技术的发展现状。最后，梳理了光学微纳结构红外隐身技术所存在的不足及面临的困难并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。
2023, 52(6): 20230243.
doi: 10.3788/IRLA20230243
气溶胶粒子凝聚模型作为研究大气中的粒子运动过程和凝聚体形貌特征的重要手段，在光学、天体物理学和材料学等领域有着重要应用。文中根据气溶胶粒子凝聚相关理论及影响因素，分析了气溶胶粒子的凝聚机理，阐述了几种主要的气溶胶粒子凝聚模型，介绍了凝聚模型在光学、天体物理学和动力学等领域的应用，总结了主要凝聚模型的优化现状，结合目前气溶胶粒子凝聚模型的应用现状及挑战，从实现非球形粒子凝聚、多因素耦合及凝聚体实时空间分布仿真等方面进行了展望。
2023, 52(6): 20230267.
doi: 10.3788/IRLA20230267
量子亏损对高功率光纤激光器内的废热产生和光光转换效率具有重要影响，光纤激光器输出功率的提升过程可以视为不断与量子亏损作斗争的过程。文中梳理了近年来1 μm波段低量子亏损光纤激光的重要进展，重点介绍了稀土掺杂增益和拉曼增益两种体制的光纤激光器在实现低量子亏损输出方面的相关工作。在稀土掺杂光纤激光器中，采用级联泵浦、多组分掺杂、强泵浦等技术可降低激光器的量子亏损，其中量子亏损≤1%的掺镱光纤激光器已实现400 mW功率输出。在拉曼光纤激光器中，通过采用特殊掺杂、泵浦光谱调控、增益竞争抑制等技术，量子亏损≤1%的拉曼光纤激光器已实现百瓦级功率输出，并成功验证包层泵浦方案的可行性，表明其在实现高功率低量子亏损输出方面具有重要潜力。
2023, 52(6): 20230196.
doi: 10.3788/IRLA20230196
高性能的片上纳米激光器对通信、传感以及量子等领域的发展有着至关重要的意义。纳米激光器中高的光学限制因子可以保证更大的模式增益，实现更低的激光器阈值。首先阐明了借助物理气相沉积和原子层沉积制备Si3N4/WS2/Al2O3三明治型纳米激光器阵列的工艺流程；构建了该纳米激光器的仿真模型，在仿真模型中对实际结构进行了简化并分析了Al2O3覆盖层厚度T、Si3N4微盘直径D和厚度H对光学限制因子的影响。光学限制因子随着Al2O3覆盖层T以及Si3N4微盘直径D的增加有先增加后减小的趋势，Si3N4微盘厚度H的减小也可以显著增加激光器的光学限制因子；最后展示了器件的荧光以及扫描电子显微镜的表征结果。该工作为集成光学芯片中可规模制备的高性能纳米激光器打下了良好基础。
2023, 52(6): 20230292.
doi: 10.3788/IRLA20230292
近年来，携带轨道角动量的涡旋光束在激光加工、光学微粒操纵、超分辨成像、大容量光通信等领域应用广泛，目前已在稀土掺杂光纤激光器中得到了广泛研究。基于声致光纤光栅，实验搭建了全光纤结构拉曼光纤激光器，实现LP01模与LP11模的有效调控，并进一步通过偏振控制实现环形径向偏振光和拓扑荷数l=±1的涡旋光束输出，最高输出功率~70 W，中心波长为1134 nm。文中提出的激光器有利于拓宽涡旋光束输出波段，在多维光通信、光场和物质相互作用等领域具备较大研究价值和应用潜力。
2023, 52(6): 20230250.
doi: 10.3788/IRLA20230250
光纤激光相控阵扫描技术是一种通过相位调制实现光束偏转的非机械式扫描技术，在激光加工、目标跟踪、自由空间光通信以及激光雷达等领域具有广泛的应用价值。文中概述了光纤激光相控阵光束扫描技术的基本原理和发展历程，重点阐述了光学相控阵动态扫描技术中的相位控制技术、空间扫描特征及性能提升方法，最后对光纤激光相控阵的发展趋势和应用前景进行了展望。
2023, 52(6): 20220869.
doi: 10.3788/IRLA20220869
超快光纤激光相干合成技术是突破飞秒激光单根光纤功率提升受限的有效技术手段。基于光纤拉伸器锁相，并结合随机并行梯度下降（SPGD）算法，成功实现了两路超快激光相干偏振合成。该锁相方案不仅避免了采用常规电光相位调制器对脉冲信号造成的光谱调制，而且可有效降低系统的插入损耗，提高相位调制范围、耐受功率以及前级光源系统的紧凑性与鲁棒性。合成的最高功率为10.9 W，最高功率下合成效率为90.1%，闭环状态下锁相残差为λ/31。实验结果表明，采用光纤拉伸器和SPGD算法组成的相位控制系统，在超快激光相干合成领域具有较强的发展潜力。合成的脉冲在最高功率下可压缩至494 fs，压缩效率为73.3%，对应的单脉冲能量为3.99 μJ。
2023, 52(6): 20230218.
doi: 10.3788/IRLA20230218
石墨烯具有优异的光、电、热以及力学性质，而悬空石墨烯避免了衬底带来的褶皱、载流子散射和掺杂等影响因素，可以充分展现石墨烯的本征物理特性，因此在高性能石墨烯微电子和光电子器件研究中具有重要意义。然而，目前悬空石墨烯器件还存在着制备方法复杂、成品率低、性能不稳定等挑战。文中提出了一种利用六方氮化硼吸附石墨烯，将其定点转移到金属电极，制备悬空石墨烯焦耳热红外辐射器件的新方法。六方氮化硼对悬空石墨烯具有良好的支撑悬挂作用，有效提高了悬空石墨烯的力学稳定性，避免了坍塌、断裂等失效情况。真空热退火处理后悬空石墨烯的电阻降低到退火处理前的约六分之一，载流子迁移率比退火前提高了约18倍。当偏置电压为8 V时，拉曼光谱测试发现石墨烯温度为836 K，器件在955 nm波长处表现出强烈的红外辐射信号。
2023, 52(6): 20230219.
doi: 10.3788/IRLA20230219
全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池中的电荷传输层与钙钛矿层界面的载流子复合是制约其光电转换效率进一步提升的关键因素。文中采用带隙和带边可调控的二维过渡金属硫族化合物（MoS2、MoSe2、WS2和WSe2）材料作为电子传输层和钙钛矿层之间的界面修饰材料和载流子传输材料，利用晶格匹配的范德华外延生长高质量的钙钛矿薄膜，同时通过界面能级补偿和势垒消减，降低钙钛矿层与电子传输层之间的界面电荷损失，促进全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池器件中载流子的提取与传输，使器件光电转换效率由初始的7.94%提高到10.02%，同时开路电压从1.474 V提升至1.567 V。该研究为制备高质量的钙钛矿薄膜同时实现界面能级匹配的高性能光电器件提供了一条新途径。
2023, 52(6): 20230233.
doi: 10.3788/IRLA20230233
近年来，因为体现出诸多异常拓扑现象，外尔超材料一直备受关注。此前的研究表明外尔超材料的反射场具有偏振转换特性。然而，关于反射本征态的讨论却不够深入，原因在于入射电磁场与反射电磁场处于不同的态空间，给分析计算带来了诸多不便。文中从电场为极矢量、磁场为轴矢量的基本特性出发，通过引入镜像算符将入射态空间与反射态空间联系起来，最后对全反射界面的本征态进行了明确的定义。依据上述定义，笔者对外尔超材料的反射本征态进行了计算，结果显示：在入射电磁场为线性偏振的前提下，外尔超材料的反射本征态均为线性偏振态。反射本征态为线性偏振态，这一性质是由系统能量守恒与洛伦兹互易性共同保证的。经过进一步探讨发现，当动量空间的路径绕外尔点一圈时，本征态的电磁场方向旋转角度为90°。这也意味着如果电磁场要回到初始状态，动量空间的路径需绕外尔点4圈。这一现象的拓扑结构可以类比为四阶莫比乌斯环。此外，依据反射本征态为互相垂直的线性偏振态这一特性，笔者定义了旋转角度θ用以描述本征态朝向的变化规律。值得一提的是，这种计算方法不仅仅适用于外尔超材料，满足条件的全反射界面的反射本征态均可以依照上述定义与方法进行分析求解。
2023, 52(6): 20230217.
doi: 10.3788/IRLA20230217
过渡金属硫族化合物及其范德华异质结在光电探测方面具有重要的应用前景。近年来，基于光电导效应、光诱导栅控效应、光伏效应、光-热电效应等机理的器件被提出并广泛研究。其中，基于光诱导栅控效应的过渡金属硫族化合物平面型光电器件因其与晶体管相近的器件结构、工艺兼容性以及较高的光电探测响应率而备受关注，然而往往存在响应速度慢、不施加栅压时暗电流大等缺点，制约了器件性能的进一步提升。因此，针对过渡金属硫族化合物光诱导栅控型光电器件，如何提高其响应速度、降低暗电流成为亟需解决的重要问题。该研究通过实验构建石墨烯/MoS2/h-BN/石墨烯垂直异质结构，在传统石墨烯/MoS2异质结中插入宽禁带h-BN势垒层以抑制器件暗电流，同时利用光照条件下光生载流子的FN隧穿效应提升器件的光电响应速度。该研究成功实现了皮安量级的暗电流以及相对较快的光电探测响应速度（响应时间约为0.3 s），相比于传统石墨烯/MoS2异质结器件（响应时间约为20 s）有近两个数量级的提升，同时验证了基于FN隧穿效应的范德华垂直异质结构对于增强光电探测性能的积极作用。
2023, 52(6): 20230213.
doi: 10.3788/IRLA20230213
在利用三维激光雷达点云进行目标描述时，人们通常通过点云插值等方式描述目标细节，通过点云分类标识区分目标种类。高光谱全波形激光雷达能够通过波形分解和光谱重构实现上述功能，然而当激光束内存在多个目标形成遮蔽关系时，由于间距较近以及光斑分裂等原因，难以准确获取目标时间-光谱信息，从而无法较为精准地反演目标几何位置和反射率分布信息。文中提出了一种高光谱回波波形分解方法以及相应的点云扩展和标识方法，实现了优于激光脉宽分辨距离的波形分解和更准确的光谱重构。实验结果表明：在密集遮蔽条件下，该方法仍能达到约3倍的点云扩展效果和准确的目标分类标识。这种精准的点云扩展和标识方法能够为基于点云数据的探测、遥感情报生成提供良好的数据支撑。
2023, 52(6): 20230174.
doi: 10.3788/IRLA20230174
传统的车载重力测量通常采用捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System, SINS)/全球导航卫星定位系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)组合的方式，但是在如山谷、隧道以及高楼林立等特殊环境下，GNSS信号会受到遮挡，导致重力测量系统精度下降。针对特殊环境下传统车载重力测量方法精度下降的问题，提出了一种基于捷联惯导系统/二维激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter, LDV)组合的车载重力测量方式，分析了系统重力测量原理和误差模型，设计了滤波器方案，通过车载重力测量实验对系统精度进行了验证。实验针对丛林遮蔽的山地环境下完成了六条重复测线重力测量，同时比对SINS/GNSS组合重力测量系统的测量精度，其中SINS/GNSS组合系统的单条测线内符合精度最大为2.46 mGal，最小为1.03 mGal，总内符合精度为1.53 mGal；SINS/LDV组合系统的单条测线内符合精度最大为1.05 mGal，最小为0.47 mGal，总内符合精度为0.70 mGal，其总内符合精度相比于SINS/GNSS组合系统提高了约53%。车载重力测量实验证明了SINS/LDV组合重力测量系统在卫星信号拒止环境下的有效性。
2023, 52(6): 20230142.
doi: 10.3788/IRLA20230142
在船载试验环境中，电磁里程仪的速度会受到洋流速度的影响。对于激光惯导/里程仪组合导航系统，洋流速度的存在会影响组合导航系统相关参数的标定。为克服洋流速度对标定结果的影响，论文在原有标定参数基础上将洋流速度建模为额外Kalman滤波状态量，并采用GNSS位置、速度信息作为滤波观测量来对参数进行估计。文中从里程仪的标定观测方程出发，分析了洋流速度对里程仪比例因子、安装误差角等误差参数标定结果的影响，以及不同误差参数之间的耦合关系；基于可观性分析理论研究了洋流速度及相关参数的可观测性，并确定了适用于洋流速度估计的标定路径。仿真及试验结果表明，经过几次转弯机动之后，包括洋流速度在内的所有标定参数均可收敛到一个准确值，有效解决了洋流速度对其他标定参数的影响。海试试验验证了文中方法的可行性。
2023, 52(6): 20230148.
doi: 10.3788/IRLA20230148
旋转激光惯导系统无法直接解算得到载体的姿态信息。精确标定惯性测量单元与转位机构间的非正交误差是获得高精度载体姿态信息的前提。针对双轴旋转激光惯导系统转位机构的非正交误差标定问题，提出了一种非正交误差优化标定方法。首先，建立惯性测量单元、转位机构、内框架、外框架间的空间位置关系模型。然后，构建包含非正交误差的载体姿态传递模型。进一步将标定问题转换为优化问题，以载体姿态误差作为适应度值构建适应度函数。利用粒子群优化寻优适应度函数，实现非正交误差标定。利用双轴旋转激光惯导系统验证了所提方法的有效性，相对于传统标定方法，载体俯仰角误差下降89.29%，横滚角误差下降73%，航向角误差下降81.39%。
2023, 52(6): 20220863.
doi: 10.3788/IRLA20220863
针对激光增材制造高反射金属工件表面缺陷的高精稳健检测与评估这一工程难题，设计了一种基于高反射抑制效应的偏振检测系统，能够有效避免背景杂波干扰，提升复杂检测环境下的缺陷探测能力。系统基于Q-type非球面设计，其像差校正能力强，简化了系统结构，第7表面面型与最佳拟合球面偏离量仅0.371 μm，第9表面面型与最佳拟合球面偏离量仅0.434 μm，焦距为50 mm，F数为2，工作距离为300 mm。仿真结果表明，调制传递函数在奈奎斯特频率为144.93 lp/mm处优于0.42，满足成像质量要求；公差分析和2000次蒙特卡洛分析结果显示，在满足偏振检测系统成像质量条件下，公差范围合理，符合加工与装配条件。同时，基于斯托克斯矢量法提取高反射检测图像中的缺陷偏振态信息，实现斯托克斯矢量、偏振度和偏振角信息的高反射抑制重构，有效提升偏振检测图像对比度、凸显缺陷轮廓信息及形貌特征，对激光增材制造高反射金属工件表面缺陷的特征提取与表征分析具有重要意义。
2023, 52(6): 20230269.
doi: 10.3788/IRLA20230269
高能激光是对抗光电成像系统的有效手段。随着互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)图像传感器性能和制作工艺的快速发展，其市场占有率已逐步赶超电荷耦合器件 （Charge Coupled Device, CCD），成为当前主流的图像传感器。CMOS图像传感器的激光干扰和损伤也随之成为国内外相关领域的研究热点。文中首先根据CMOS图像传感器的发展历程，对其结构和工作原理进行了介绍，并在此基础上简要分析了CMOS图像传感器在激光辐照过程中的薄弱环节，之后综述了CMOS在激光辐照下受到干扰及损伤现象的研究进展，并对干扰的评价方法和损伤阈值的主要测量方法进行了总结归纳，最后探讨了利用复合激光系统提升损伤CMOS图像传感器能力的发展现状和前景。
2023, 52(6): 20230168.
doi: 10.3788/IRLA20230168
研究中红外波段激光对CMOS图像传感器的辐照效应，对探索空间态势感知系统光学成像器件的激光干扰和损伤条件具有重要军事意义。开展了不同重频下2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的干扰与损伤实验。观察到CMOS图像传感器的饱和、过饱和以及损伤产生的绿屏、彩色条纹、黑屏、亮线等一系列干扰损伤现象。同时测量了传感器各种辐照现象相对应的2.79 μm中红外激光干扰损伤阈值，研究了图像传感器辐照效应与激光重频之间的内在关系，分析了2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的干扰损伤机理。研究表明，CMOS图像传感器的激光损伤主要以材料的热熔融为主，热效应明显。在激光重频10 Hz的辐照下，饱和干扰阈值为0.44 J/cm2、过饱和阈值为0.97 J/cm2、损伤阈值为203.71 J/cm2。研究表明CMOS图像传感器具有很好的抗干扰和抗损伤能力，实验测得的相关阈值数据在空间激光攻防领域具有重要的参考价值。
