上海光機所在啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像研究取得新進展

近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所中科院量子光學(xué)重點實驗室研究了背景光、光源的調(diào)制深度和調(diào)制時長對啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像質(zhì)量的影響，通過實驗證明了-30dB輻照信噪比的條件下，啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像系統(tǒng)仍可取得高質(zhì)量圖像。此外，高的調(diào)制深度和長的調(diào)制時長均對外差關(guān)聯(lián)成像質(zhì)量有益。相關(guān)論文發(fā)表在Opt. Express 28, 20808-20816 (2020)。

激光關(guān)聯(lián)成像雷達作為一種新的成像雷達體制引起了廣泛關(guān)注，先后提出了窄脈沖激光關(guān)聯(lián)成像雷達、外差探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達和相干探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達。目前窄脈沖激光關(guān)聯(lián)成像雷達研究較多且比較成熟；為了提升系統(tǒng)的抗干擾能力和綜合性能，近年來開展了外差探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達和相干探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達相關(guān)的理論和數(shù)值模擬研究，然而一直缺乏實驗驗證。

研究團隊搭建了一套啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達實驗系統(tǒng)；分析了真實場景中背景光的統(tǒng)計特性，在啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達實驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上搭建了一套與實際應(yīng)用相符合的背景光模擬實驗系統(tǒng)，用于模擬背景光對雷達系統(tǒng)成像質(zhì)量影響的定量測試和驗證。對于窄脈沖激光關(guān)聯(lián)成像雷達而言，為了得到較好的成像質(zhì)量，往往要求回波信號光強要遠遠強于背景光強。研究團隊給出了輻照信噪比、光源的調(diào)制深度和調(diào)制時長與啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達成像信噪比的理論關(guān)系，通過實驗證明了啁啾調(diào)幅外差探測激光關(guān)聯(lián)成像雷達在輻照信噪比為-30dB的條件下人可以獲取高質(zhì)量圖像，驗證了該成像技術(shù)具備強的抗背景光能力，同時實驗驗證了光源的調(diào)制深度和調(diào)制時長與成像質(zhì)量的關(guān)系，與理論分析結(jié)果基本一致，該工作對于復(fù)雜環(huán)境下的高分辨成像與識別應(yīng)用有重要意義。

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圖1 啁啾調(diào)幅外差關(guān)聯(lián)成像實驗系統(tǒng)

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圖2 背景光對啁啾調(diào)幅外差關(guān)聯(lián)成像的影響