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高效随机激光发射收集系统的能量测试
摘要。本文讨论了随机激光器 (RL) 中的光收集问题。由于该系统发射的辐射由于其空间不相干性而呈朗伯辐射，因此设计、开发和测试了一种基于椭圆旋转镜的装置，以优化 RL 发射的辐射的收集。该系统提供了一种在多模光纤入口处注入发射能量的简单程序。所得结果表明，该装置的净能量效率为 35%，接近理论预期。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.OE.60.1.010502]
有效的随机激光排放收集系统的能量测试
摘要。解决了随机激光（RLS）中光收集的问题。由于该系统发出的辐射是兰伯特人的空间不连贯性，因此设计，开发和测试了基于椭圆形革命镜的设备，以优化RL发出的辐射的收获。该系统在多模光纤入口处提供了一个简单的注入程序。获得的结果表明该设备的净能效率为35％，接近理论上预期的净能效。©作者。由SPIE发表在创意共享归因4.0未体育许可下。全部或部分分发或复制此工作需要完全归因于原始出版物，包括其DOI。[doi：10 .1117/1.oe.60.1.010502]
使用投射到光谱仪上的白光散射瞬时测量表面粗糙度光谱
几十年来，散射技术一直被广泛用于表征光学质量表面（即粗糙度远小于照明波长的表面）。散射光在许多领域都至关重要，例如，对于光学滤波器的最终性能、天文学和空间应用的先进光学系统或微电子学。对于所有这些应用，降低粗糙度和表面缺陷都是一个主要问题，而抛光技术的改进使得制造粗糙度低于几分之一纳米的表面成为可能。与此同时，测量技术也得到了发展，可以可靠地检测这些表面的特性，而光散射已被证明是一种非常有效、快速且非侵入性的方法，可以表征所有所需的参数。如今，角度分辨散射仪 [16-19] 可以在整个角度范围内以及从可见光到近红外的宽光谱范围内实现低于非吸收朗伯模式的 8 个十年的动态。
朝着低成本单光子摄像机迈向3D视觉
我们提出了一种基于微型，能量，低成本的单光子凸轮的测量值来重建任意兰伯特对象的3D形状的方法。这些摄像机作为时间解析的图像传感器运行，用非常快速的脉冲脉冲融合了光，并记录了该脉冲的形状，因为它以高时间分辨率从场景中返回。我们提出了模拟此图像形成过程的建模，解释其非理想性，并适应神经渲染以从一组具有已知姿势的空间分布的传感器中重建3D几何形状。我们表明，我们的方法可以从模拟数据中成功恢复复杂的3D形状。我们利用商品代理传感器的测量结果来证明实际捕获的3D对象重建。我们的工作在基于图像的建模和活动范围扫描之间建立了连接，并通过单光子摄像机朝着3D视觉提供了一步。我们的项目网页位于https://cpsiff.github.io/ toug_3d_vision/。
城市结构的雷达成像模拟 - RSLab
摘要 — 随着 TerraSAR-X 和 COSMO-SkyMed 等超高分辨率 (VHR) 星载合成孔径雷达 (SAR) 传感器的出现，使用 SAR 模拟器的潜力正在增加。在本信中，我们提出了一种新型雷达成像模拟器，它相对容易实现，并在准确性和效率之间找到了平衡。所提出方法的主要目标是获得 SAR 图像中物体几何形状的精确模拟，而不是详细的辐射模拟。该模拟器基于扩展的射线追踪程序，以确定通用物体的哪些表面对后向散射有贡献。后向散射贡献是通过朗伯镜面混合模型计算的。该模拟器已成功应用于从单个检测到的 VHR SAR 图像对人造物体进行 3-D 重建的方法中。在这里，我们说明了它在两个相当不同的结构上的工作，一个矩形山墙屋顶建筑和一个埃及金字塔。
卫星图像的大气/地形校正...
尽管物理模型可以非常成功地消除大气和地形影响，但它们本质上依赖于精确的光谱和辐射传感器校准以及崎岖地形中数字高程模型 (DEM) 的精度和适当的空间分辨率。此外，许多表面都有双向反射行为，即反射取决于照明和观看几何。如果观察不是在太阳主平面进行，则通常假设各向同性或朗伯反射定律适用于小视场 (FOV < 30 o，扫描角度 < ± 15 o) 传感器。然而，对于大 FOV 传感器和/或靠近主平面的数据记录，自然表面的各向异性反射行为会导致图像中的亮度梯度。这些影响可以通过将数据标准化为天底反射值的经验方法消除。此外，对于在低当地太阳高度角下照射的崎岖地形区域，这些影响也会发挥作用，并且可以通过 ATCOR 包中包含的经验方法来处理。
使用商用星跟踪器探测在轨碎片的可行性分析
美国太空监视网络 (SSN) 目前跟踪低地球轨道 (LEO) 上的 23,000 多个驻留空间物体 (RSO)。SSN 使用地面雷达和光学方法，这些方法易受大气、天气和光照条件变化的影响。这些障碍将监视能力限制在特征长度大于 10 厘米的物体上。因此，数十万个较小的 LEO RSO 仍未被跟踪，从而降低了整体太空态势感知能力。先前的研究已经证明了使用太空商用星跟踪器 (CST) 探测和跟踪特征长度大于 10 厘米的物体的可行性。我们在本文中提出的分析表明，CST 也可用于探测尺寸小于 10 厘米的碎片颗粒。我们将粒子建模为具有零相位角和 10% 反射率的朗伯球。碎片颗粒的视在目视星等表示为颗粒大小和 RSO-CST 距离的函数，并与各种 CST 的灵敏度水平进行比较。我们发现，在适当照明的情况下，一些 CST 甚至可以在数十公里的距离内探测到特征长度在 1 厘米到 10 厘米之间的碎片。更灵敏的 CST 可以识别数百公里外该尺度较大端（即 10 厘米）的 RSO；或者，它们可以在更近的距离内追踪小于 1 厘米的物体。
在非散射折射物体内的平均路径长度
在许多物理学领域中，找到在给定物体中随机分布的平均和弦长度是一个自然的问题。从数学角度来看，这是一个看似复杂的任务，因为人们应该考虑线的空间和角度分布以及它们如何相交对象的表面。对于凸形的身体，答案令人惊讶地简单，由平均和弦长度定理给出，该定理已有一个多世纪[1]。它指出，平均和弦长度⟨c⟩与物体的形状无关，并且仅取决于体积V与表面积的比例为⟨= 4 v /。从各种角度得到证明[2-4]。最近才表明，该定理可以进一步推广到扩散物体中随机行走的研究。平均路径长度定理[5]指出，平均路径长度仍然简单地是⟨l⟩= 4 v /;这与介质的形状和散射 /扩散特性无关。有效性延伸到许多领域，因为它对物体内部的任何随机步行都是有效的，并且与封闭散射介质中的几何光学元件特别相关。该定理的一个重要条件是，入口点和初始方向是均匀和各向同性分布的，在光学中，这与兰伯特的照明相当[2]。路径长度分布和平均路径长度是许多光学系统设计的核心，可以使用射线光学描述。它们可用于计算吸收和散射培养基的光学特性[6，7]，药物粉末中的折射颗粒培养基[8]，用于太阳能电池设计[9-11]，随机激光[12]和集成球[13，14]。射线追踪也可以与衍射效应结合使用，以计算大型粒子的电磁散射特性，例如几何光学近似和物理光学模型[15 - 20]或