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基于相位混合算法的衍射光学元件优化设计方法

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红外与激光工程 2013年第9期42卷 2472-2477页

作者：俞建杰马晶谭立英韩琦琦哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室仪器科学与技术博士后流动站黑龙江哈尔滨150080

在光束整形衍射光学元件的设计中,为提高目标衍射图样的重构精度,提出了一种基于相位混合的迭代算法。该算法采用复振幅每次迭代循环的初始相位与返回相位的加权和为驱动函数,并以每次循环开始和结束时的光强比较作为光束相位变换的判... 详细信息

在光束整形衍射光学元件的设计中,为提高目标衍射图样的重构精度,提出了一种基于相位混合的迭代算法。该算法采用复振幅每次迭代循环的初始相位与返回相位的加权和为驱动函数,并以每次循环开始和结束时的光强比较作为光束相位变换的判据。简单讨论了Gerchberg-Saxton(GS)算法的缺陷,并以高斯分布-均匀分布和高斯分布-环分布为例,对比了改进算法与GS算法的设计结果。计算机仿真结果表明,改进算法的极限收敛精度比GS算法高几个数量级,其能量利用率、顶部不均匀性等指标也均优于GS算法。该算法能获得重构精度较高的输出图样,对衍射光学元件的优化设计具体参考意义。

关键词：衍射光学相位恢复光束整形相位混合算法迭代傅里叶算法

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X射线脉冲星能谱模拟方法

红外与激光工程 2015年第B12期43卷 126-130页

作者：俞建杰曾倪香叶凌云方建正宋开臣浙江大学生物医学工程与仪器科学学院浙江杭州310027

为探索X射线脉冲星能谱特征对X射线脉冲星导航的作用,提出了一种模拟X射线脉冲星能谱的方法。该方法利用X射线管模拟X射线信号,并通过阳极高压控制X射线管出射能谱,根据不同阳极高压下X射线管出射谱特征,采用最小二乘法拟合得到阳极高... 详细信息

为探索X射线脉冲星能谱特征对X射线脉冲星导航的作用,提出了一种模拟X射线脉冲星能谱的方法。该方法利用X射线管模拟X射线信号,并通过阳极高压控制X射线管出射能谱,根据不同阳极高压下X射线管出射谱特征,采用最小二乘法拟合得到阳极高压随时间的变化曲线,从而实现X射线脉冲星能谱的地面模拟。进行了相应的数学建模仿真,仿真结果证明了该方法的可行性。完成了地面模拟实验,实验结果表明,利用该方法模拟得到的X射线脉冲星能谱与真实能谱的相似度达到79%。此外,为完善模拟X射线脉冲星特性,在能谱模拟的基础上提出了X射线脉冲星能谱和流量同时模拟的方案。这些工作为将来在地面验证X射线探测器性能和导航算法提供了实验平台。

关键词：能谱模拟 X射线脉冲星阳极高压最小二乘拟合

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离轴天线在卫星激光通信系统中的应用

红外与激光工程 2013年第7期42卷 1890-1895页

作者：俞建杰李宣娇谭立英马晶韩琦琦哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学仪器科学与技术博士后流动站黑龙江哈尔滨150001

现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基... 详细信息

现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基本像差理论,推导得到离轴三反光学结构的初始结构方程。利用离轴结构具有更多设计参量的优势,对离轴三反结构进行优化设计,给出了设计实例。计算机仿真得到的光学传递函数、点列图、衍射包围圆能量和波前误差等均表明:离轴三反结构与同轴两反结构相比,具有更加优异的性能,能够满足卫星激光通信系统不断提升的性能要求。

关键词：卫星激光通信离轴天线离轴三反天线同轴两反天线

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星地激光通信中地球背景辐射的抑制研究

红外与激光工程 2014年第7期43卷 2300-2306页

作者：胥全春俞建杰周彦平马晶谭立英哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学仪器科学与技术博士后流动站黑龙江哈尔滨150001

研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的... 详细信息

研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的遮光系统。最后利用光学仿真软件LightTools对不同轨道高度、不同遮光系统形式的星上终端的杂散辐射进行了仿真,得到了轨道高度以及遮光系统形式对杂散辐射的影响曲线,并对其作了分析。为星地激光通信中星上终端的地球背景辐射提供了理论依据,为星上终端的遮光系统设计提供了仿真依据。

关键词：地球背景辐射星地激光通信杂散辐射遮光系统 LightTools

融合YOLOV5+DSST+KCF的目标检测跟踪算法在激光通信中的应用

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计算机测量与控制 2023年第10期31卷 49-53,75页

作者：李悦马志勇俞建杰许博玮邬佳杰湖州师范学院工学院浙江湖州313000 浙江大学湖州研究院浙江湖州313299 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院杭州310027

在空间激光通信中,两通信设备实现激光通信需要经过粗瞄准与精瞄准的过程,而粗瞄准过程在大部分场景下需借助光学望远镜和信标激光等辅助实现,实施不易;针对在粗瞄准过程中如何快速、准确识别出激光通信设备,并辅助完成激光通信,提出将... 详细信息

在空间激光通信中,两通信设备实现激光通信需要经过粗瞄准与精瞄准的过程,而粗瞄准过程在大部分场景下需借助光学望远镜和信标激光等辅助实现,实施不易;针对在粗瞄准过程中如何快速、准确识别出激光通信设备,并辅助完成激光通信,提出将不同目标检测算法与长时跟踪KCF算法相结合;通过对比发现,YOLOV5+DSST+KCF(YDK)算法的平均帧率为12帧,在帧率满足系统要求情况下,YDK算法的响应峰值要比原KCF算法、HAAR+DSST+KCF(HDK)算法分别提高了43.5%、31.4%,且有效解决了目标尺度变化问题。

关键词：激光通信 YOLOV5算法 KCF算法目标检测长时追踪

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一种提高卫星光通信终端发射效率的新方法

中国激光 2009年第3期36卷 581-586页

作者：俞建杰谭立英马晶韩琦琦杨玉强李密哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150080

在采用同轴反射式光学天线的卫星光通信终端中,发射光束受天线次镜的遮挡,将损失部分能量。为消除次镜遮挡,提高光通信终端的发射效率,提出一种基于衍射光学元件的新方法。该方法利用衍射原理将光束整形为圆环光束,以规避次镜遮挡。按... 详细信息

在采用同轴反射式光学天线的卫星光通信终端中,发射光束受天线次镜的遮挡,将损失部分能量。为消除次镜遮挡,提高光通信终端的发射效率,提出一种基于衍射光学元件的新方法。该方法利用衍射原理将光束整形为圆环光束,以规避次镜遮挡。按照遮挡比和切断比固定和变化这两类情况进行了仿真设计,前一类仿真结果表明:当遮挡比为15,切断比为1.5时,远场强度峰值提高了40%。后一类情况的仿真结果则表明:遮挡比越大,系统透过率和远场峰值强度越高,远场光束的主瓣宽度和强度峰值相对增量则分别变窄和变低;切断比越大,强度峰值的相对增量也越大。该方法提高了卫星光通信系统发射端的发射效率,同时也改善了接收端的光束质量。

关键词：光通信发射效率衍射光学元件光束整形

利用衍射锥镜降低卫星光通信探测器位置精度要求的方法

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红外与激光工程 2014年第11期43卷 3683-3687页

作者：俞建杰胥全春周彦平马晶谭立英哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学仪器科学与技术博士后流动站黑龙江哈尔滨150001

针对卫星光通信系统中接收系统对探测器位置的精度要求,提出利用扩大焦深范围的方法降低探测器的轴向位置精度要求。并根据接收光学天线存在中心遮挡的实际情况,采用切趾圆环对数型衍射光锥实现光束强度的轴向均匀分布。利用能量守恒法... 详细信息

针对卫星光通信系统中接收系统对探测器位置的精度要求,提出利用扩大焦深范围的方法降低探测器的轴向位置精度要求。并根据接收光学天线存在中心遮挡的实际情况,采用切趾圆环对数型衍射光锥实现光束强度的轴向均匀分布。利用能量守恒法获得了衍射锥镜的位相分布函数和振幅透过率函数。计算机仿真结果表明,利用该光锥实现光强轴向均匀分布的能力远大于普通透镜,它将有效提升卫星光通信系统捕获、跟踪、通信性能的可靠性。

关键词：衍射锥镜卫星光通信长焦深

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卫星光通信光学天线轴间距的精确调试

光学精密工程 2009年第9期17卷 2091-2097页

作者：俞建杰谭立英刘剑峰韩琦琦杨玉强哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150080

卫星光通信系统的光学天线由物镜和目镜构成,两者在光轴方向的间距对系统的发射和接收性能有重要影响。轴间距通常由干涉仪确定,但干涉仪与光学天线的工作波长不同时会引起镜头组焦距变化,导致物镜和目镜的轴间距存在偏差。为了能利用... 详细信息

卫星光通信系统的光学天线由物镜和目镜构成,两者在光轴方向的间距对系统的发射和接收性能有重要影响。轴间距通常由干涉仪确定,但干涉仪与光学天线的工作波长不同时会引起镜头组焦距变化,导致物镜和目镜的轴间距存在偏差。为了能利用单波长干涉仪精确调试物镜和目镜的轴间距,本文根据光学天线在干涉测量装置中的程函方程,研究了因波长差异引起的物镜和目镜的轴间距变化量与干涉条纹变化量的相应关系,并据此提出一种能精确调试光学天线物目镜轴间距的方法。提出了几种检验该方法有效性的验证方案,包括实验验证和计算机仿真验证两大类。基于计算机仿真的验证结果表明,卡塞格伦反射式光学天线和透射式光学天线轴间距模拟调试误差分别<15%和<3%,仿真误差满足使用要求。

关键词：卫星光通信光学天线天线装配轴间距

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浅谈创业板设立的必要性和可行性

吉林财税 2001年第6期 51-52页

作者：俞建杰