基于双线阵CCD实现激光光斑高分辨率高速探测技术的研究

基于双线阵CCD实现激光光斑高分辨率高速探测技术的研究

论文摘要

自由空间激光通信技术具有高码率、无干扰、高可靠性的优点。捕获、对准、跟踪(APT)系统是自由空间光通信系统中的一个极其重要的子系统,它关系到自由空间光通信的成败,而精跟踪系统更是APT系统的核心部分。在精跟踪中如何高速、高精度的获得光斑位置信息,从而控制精跟踪快速倾斜镜来实现视轴的精确对准则是APT系统中的一个关键技术。本文设计了一种基于双线阵CCD激光光斑探测系统,从而实现APT精跟踪系统高速高分辨率光斑位置探测。通过分光棱镜和柱面镜组合光学系统,将激光光斑在X方向和Y方向上分别成像,由双线阵CCD接收,双线阵CCD光斑信息经数字化后通过USB2.0高速串行总线采集至计算机,然后由计算机软件处理实时得到激光光斑的质心坐标,最终达到APT精跟踪对探测器采样速率每秒3000帧、检测精度0.8μrad的要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • §1.1 引言
  • §1.2 自由空间激光通信发展现状
  • §1.3 自由空间激光通信系统的组成
  • §1.4 APT系统概述
  • §1.5 APT精跟踪系统主要探测技术
  • §1.6 本论文研究的主要内容
  • 第二章 APT精跟踪系统的主要技术要求
  • §2.1 APT精跟踪子系统精度
  • §2.2 提高光斑检测精度
  • §2.3 背景光噪声及信标光能量分析
  • 第三章 双线阵CCD光斑探测系统设计
  • §3.1 双线阵CCD光斑探测系统整体设计
  • §3.2 光学部分设计
  • §3.3 硬件电路部分设计
  • §3.4 软件部分设计
  • 第四章 系统硬件设计
  • §4.1 系统硬件结构
  • §4.2 CCD器件选择
  • §4.3 线阵CCD时序驱动
  • §4.4 线阵CCD信号处理
  • §4.5 线阵CCD数据采集
  • 第五章 系统软件设计
  • §5.1 固件程序设计
  • §5.2 驱动程序设计
  • §5.3 应用程序设计
  • 第六章 实验结果
  • §6.1 试验系统介绍
  • §6.2 实验结果
  • 全文总结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 相关论文文献

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