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基于全固态单频激光器的光子计数相干探测

中国激光 2013年第6期40卷 270-277页

作者：张合勇王挺峰姜润强中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

提出采用光子级别的弱本振光(LO)与弱回波信号进行相干混频。接收单元采用多像素光子计数器(MPPC),光子混频中心频率为1MHz,本振光与回波光子光程差分别为30、45、60m。实验分析表明,在距接收系统的任何位置,其数据的功率谱密度(PSD)中... 详细信息

提出采用光子级别的弱本振光(LO)与弱回波信号进行相干混频。接收单元采用多像素光子计数器(MPPC),光子混频中心频率为1MHz,本振光与回波光子光程差分别为30、45、60m。实验分析表明,在距接收系统的任何位置,其数据的功率谱密度(PSD)中均含有大量噪声成分。为减弱噪声的影响,采用功率谱密度叠加方法从噪声中提取信号,并采用匹配滤波算法将信噪比进一步增强。对距接收系统45m和60m处的混频信号进行6次功率谱密度叠加后利用匹配滤波算法进行滤波,信噪比分别提升5.90倍和2.73倍,且初始信噪比越高,滤波后信噪比改善越明显。

关键词：探测器全固态单频激光器光子计数相干探测信噪比

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激光拍频信号光子到达时间间隔特性分析

光学学报 2012年第4期32卷 31-38页

作者：刘立生张合勇赵帅郭劲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

为了得到周期激光拍频信号的频率,从理论上推导了光信号相邻光子到达时间间隔满足的概率密度函数(PDF),以数值计算为基础,对周期性激光拍频信号进行详细分析,得到了稳定光强信号和周期拍频信号光子到达时间间隔PDF曲线形状的差别,从该... 详细信息

为了得到周期激光拍频信号的频率,从理论上推导了光信号相邻光子到达时间间隔满足的概率密度函数(PDF),以数值计算为基础,对周期性激光拍频信号进行详细分析,得到了稳定光强信号和周期拍频信号光子到达时间间隔PDF曲线形状的差别,从该差别中能够获取信号的拍频频率。设计了验证实验光路系统,采用多像素光子计数器(MPPC)记录光子时间,对6、8、10、12MHz拍频信号进行探测,证明了理论分析的正确性。在光子计数频率为拍频频率1/5的条件下,得到较好的实验结果,估计两光束混合效率为0.65。以暗计数噪声为限制条件,分析了该方法能够探测到的最小拍频频率为0.2333MHz。

关键词：统计光学光子到达时间间隔拍频信号概率密度函数混合效率暗计数

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基于相干探测的动目标多普勒频谱识别

中国激光 2013年第12期40卷 197-203页

作者：彭树萍陈涛于洪君赵帅张合勇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033

激光相干探测由于其高灵敏及抗干扰特性，在现代精密检测中应用逐渐广泛。由于目标二维信息更能反映目标特性，利用PCI8522采集忙与振镜扫描控制信号进行模拟量触发源（ATR）触发同步，快速获取目标二维多普勒频谱。对室内裸露以及伪装... 详细信息

激光相干探测由于其高灵敏及抗干扰特性，在现代精密检测中应用逐渐广泛。由于目标二维信息更能反映目标特性，利用PCI8522采集忙与振镜扫描控制信号进行模拟量触发源（ATR）触发同步，快速获取目标二维多普勒频谱。对室内裸露以及伪装网覆盖的旋转漫反射目标进行二维频谱提取，二维频谱图为31pixel×31pixel，目标存在区的频谱范围在3～7MHz之间，通过二维频谱图能对典型目标轮廓进行识别。对图像恢复算法中引入的噪声进行分析．结果表明：其中目标覆盖区中轴线附近噪声概率较大，主要由200kHz的频谱门宽引起；另一类噪声为背景无多普勒频移的5MHz中心信号被频谱门宽限制所致，可作为目标轮廓衬底，无需抑制。该研究为激光相干探测在动目标伪装识别中的应用奠定基础。

关键词：测量频谱识别数据采集卡频谱门相干探测

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激光阵列定向能在行星防御中的进展与思考

激光与光电子学进展 2015年第6期52卷 61-68页

作者：张合勇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033

报道了一种在轨行星防御系统,该系统能加热威胁目标表面达到汽化点,从而产生推力使目标汽化消失或变轨移除。该系统命名为"行星攻击与探测定向能系统(DE-STAR)",是一个通过太阳光伏电池供电的千瓦级激光相位锁定阵列,模块化设计可实现... 详细信息

报道了一种在轨行星防御系统,该系统能加热威胁目标表面达到汽化点,从而产生推力使目标汽化消失或变轨移除。该系统命名为"行星攻击与探测定向能系统(DE-STAR)",是一个通过太阳光伏电池供电的千瓦级激光相位锁定阵列,模块化设计可实现后续开发、风险低、技术共享等优点。该系统主要目的是利用聚焦定向能激光提高被照射物体表面温度至3000 K,直接汽化大部分物质材料,汽化过程中产生的反作用力将使小行星轨道发生变化,从而避免撞击地球的危险发生。该技术的前期成果可用于空间碎片清理。

关键词：激光器小行星碰撞定向能激光相位阵列行星防御

可穿戴设备在基层高血压患者慢性脑缺血智能防控中的应用

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中文科技期刊数据库（文摘版）医药卫生 2023年第6期 4-7页

作者：尹琴琴陈培张合勇成都市金牛区营门口社区卫生服务中心四川成都610031

基于可穿戴设备对在基层高血压患者慢性脑缺血(chronic cerebral hypoperfusion,CCH)危险因素进行监控及分析。方法采用PDCA循环法构建管理体系,成立脑缺血高危因素管理团队,结合Smith模型管理及推广。将数据库中的受试者3月的随访监... 详细信息

基于可穿戴设备对在基层高血压患者慢性脑缺血(chronic cerebral hypoperfusion,CCH)危险因素进行监控及分析。方法采用PDCA循环法构建管理体系,成立脑缺血高危因素管理团队,结合Smith模型管理及推广。将数据库中的受试者3月的随访监测数据与同期我院门诊随访进行数据对比,分析CCH3月内随访率、CCH管理达标率。结果成功构建了基层慢性脑缺血高危因素智能防控体系并有效推广,A组患者3月内复诊率高于B组(x2=1108.6,P<0.001),脑缺血管理达标率略高于B组(x2=0.211,P=0.646)。结论基层慢性脑缺血高危因素智能防控体系可有效提升慢性脑缺血管理满意度,提升防控效率,PDCA循环及Smith模型及有利于提升防治管理,降低患者风险。

关键词：脑缺血可穿戴设备 Smith模型 PDCA循环法

基于多像素光子计数器的弱本振激光外差信噪比分析

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中国激光 2013年第3期40卷 216-226页

作者：张合勇刘立生赵帅王挺峰郭劲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春1300332rhla女fm『n^№J『女…^』“ 中国科学院大学北京100049

为避免传统激光外差探测中强本振信号带来的散粒噪声影响，着眼于光子级别的弱本振激光外差探测信噪比分析。将脉冲体制弱本振激光外差探测信噪比表达式应用于分段连续弱本振激光外差探测中，获得中心频率221kHz外差信号的解析，且信噪... 详细信息

为避免传统激光外差探测中强本振信号带来的散粒噪声影响，着眼于光子级别的弱本振激光外差探测信噪比分析。将脉冲体制弱本振激光外差探测信噪比表达式应用于分段连续弱本振激光外差探测中，获得中心频率221kHz外差信号的解析，且信噪比的理论计算和实验值吻合。采用数据段细分功率谱累积技术，针对原始数据长度为4000000点的时域信号，在相同的信噪比情况下，所利用的数据量总数降低为传统功率谱累积方法的1／10，提高了’数据利用率，且在功率谱累积次数较少时，信噪改善比近似遵守m规律。最后，给出数据段细分功率谱累积技术在信噪改善比方面的限制因素，为有效利用已采样数据奠定基础。

关键词：探测器多像素光子计数器弱本振功率谱累积平均信噪比信噪改善比

TEA CO_2非稳腔激光器远场光束质量的评价

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光学精密工程 2011年第2期19卷 407-413页

作者：郭汝海张合勇王挺峰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033

研究了对虚共焦非稳腔结构的脉冲TEA CO2激光器远场光束质量进行评价的方法。首先将稳腔TEA CO2激光器加工改造成非稳腔结构;然后从实际设计加工的数据出发,用3种常用形式对其远场光束质量进行理论评价与分析,并与设计的2 kW非稳腔激光... 详细信息

研究了对虚共焦非稳腔结构的脉冲TEA CO2激光器远场光束质量进行评价的方法。首先将稳腔TEA CO2激光器加工改造成非稳腔结构;然后从实际设计加工的数据出发,用3种常用形式对其远场光束质量进行理论评价与分析,并与设计的2 kW非稳腔激光器的实测远场光强分布实验结果进行了对比。理论和实验结果表明,非稳腔能够获得接近衍射极限的高质量单模光束,β因子是稳腔的4倍多;在同等功率水平下,采用非稳腔的激光器的远场功率密度是稳腔的19倍;非稳腔较小的遮拦比能获得远场较高桶中功率。实验表明,要全面地预测和评价所设计非稳腔激光器的光束质量,需要根据实际,综合地运用3种形式的理论评价体系。

关键词：脉冲TEA CO2激光非稳腔远场光束质量

基于多像素光子计数器的赝热光场Fano因子研究

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中国激光 2011年第10期38卷 210-216页

作者：张合勇郭劲赵帅王挺峰刘立生中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

为研究激光经运动漫反射目标后光场统计的特性,结合多像素光子计数器(MPPC)的光子统计模型,并利用光子统计二阶矩和均值,得到描述光子数波动的Fano因子。然后对该因子进行曲线拟合,得到衡量赝热光场光子分布杂乱程度的热模数μ,同时可... 详细信息

为研究激光经运动漫反射目标后光场统计的特性,结合多像素光子计数器(MPPC)的光子统计模型,并利用光子统计二阶矩和均值,得到描述光子数波动的Fano因子。然后对该因子进行曲线拟合,得到衡量赝热光场光子分布杂乱程度的热模数μ,同时可得衡量探测系统增益系数γ和串扰概率ε的组合参数B。实验结果表明,漫反射目标旋转驱动电压从20 mV逐渐变化到1280 mV,回波光子热模数μ从289增加到1229,且随着电压增大,热模数增长速率逐渐减缓。由于探测器增益γ在实验过程中保持恒定,B参数的变化直接反映探测器像素之间串扰概率的变化,结果表明漫反射目标转速增加,MPPC串扰概率ε减小,通过Fano因子的曲线拟合只给出串扰概率的定性描述,得不到增益系数的相关信息。只有对光子统计三阶矩进行分析,才能获得探测器增益及串扰概率的定量描述。

关键词：探测器多像素光子计数器赝热光 Fano因子增益系数串扰概率

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远距离语音的激光相干获取及增强

光学精密工程 2017年第3期25卷 569-575页

作者：吕韬张合勇郭劲晏春回中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

基于激光相干探测理论建立了全光纤激光相干测振系统,并结合维纳语音增强技术实现了远距离、高质量语音信号的获取。首先,介绍了该系统的检测原理及光纤器件特性,搭建了全光纤激光相干测振实验系统检测发音者咽喉振动,从而实现远距离语... 详细信息

基于激光相干探测理论建立了全光纤激光相干测振系统,并结合维纳语音增强技术实现了远距离、高质量语音信号的获取。首先,介绍了该系统的检测原理及光纤器件特性,搭建了全光纤激光相干测振实验系统检测发音者咽喉振动,从而实现远距离语音信号的获取。由于直接获取的语音信号受到严重的噪声干扰,采用基于最小控制递归平均算法估计噪声的维纳滤波来抑制噪声,提高语音质量。实验结果显示:激光相干测振系统可有效获取70m内的语音信号(检测喉咙振动还原语音);语音增强技术可有效抑制噪声,将信噪比提高5dB,并增强语音的清晰度。由此表明,该系统具备获取远距离、高质量语音信号的能力。

关键词：激光相干测振语音获取语音增强维纳滤波