激光主动成像制导雷达的研究方向

激光主动成像制导雷达的研究方向

刘立宝1 蔡喜平2 乔立杰2 杨　洋2

(哈尔滨工业大学威海分校理学系1　威海　264209)

(哈尔滨工业大学应用物理系2　哈尔滨　150001)

文摘:文中介绍了国外制导用激光成像雷达近年来的发展情况,总结提出了激光主动成像制导雷达的研究方向。CO2激光成像雷达系统效率高,大气传输性能好,信息处理技术成熟,易于实现高灵敏度外差探测和三维成像,曾经是主要的研究对象;固体激光雷达系统具有系统质量轻、价格低,探测器不需要制冷的独特优点正成为现在研究热点;二极管激光成像雷达体积小、造价低、寿命长、可靠性高、功耗低,可采用室温探测,有着很大的发展前途。

关键词: 激光雷达 成像 制导

R esearch of active im aging guiding lidar system

Liu Libao1 Cai Xiping2 Qiao Lijie2 Yang Yang2

(Department of Science,Weihai Campus,Harbin Institute of Technology1,　Weihai,　China,　264209) (Department of Applied Physics,Harbin Institute of Technology2,　Harbin,　China,　150001)

Abstract:In this paper,the latest development of imaging guiding lidar overseas is introduced, and the future of that is predicted.The CO2lidar system has the advantages of higher efficiency,bet2 ter transmission capability in air,more developed information processing technology,easy to actualize the coherent detection with high sensitivity,and3D imaging,so it has been the main object for study2 ing.For the special excellence of light weight,lower price,and detector without cooling,the solid imaging lidar system is now being a hot spot of research.With well outlook,the diode lidar system has got more characteristics than the systems before.

K eyw ords: Lidar Imaging Guidance

1999206224收稿 1999212220修回作者简介:刘立宝　男　31岁　讲师　从事光学成像研究及教学工作。

第29卷第2期 红外与激光工程 2000年4月Vol.29No.2 Infrared and Laser Engineering A pr.2000

1　引　言

精确制导武器是一种命中精度高,杀伤威力大,消费比高、费交比(费用交换比)好,可以改变大型常规兵器传统军事价值的低代价威慑力量,是影响总体作战能力的重要因素之一。发展精确制导武器是常规战略的最佳选择。

激光制导是光电制导中发展较早,技术较成熟,应用较广的一种制导体制。现已有多种型号的激光制导武器装备军队并多次成功地用于实战。由于空地导弹的发展,必须对地面目标进行识别,而激光主动制导成像导引头具有成像识别的优势,因而激光主动成像制导技术得到发展。

从辐射源的角度来看,目前的激光成像制导雷达可分为三类,即:CO2激光成像雷达;二极管泵浦固体激光成像雷达;二极管激光成像雷达。

CO2激光器效率高,大气传输性能好,易于实现高灵敏度外差探测和三维成像,信息处理技术很成熟,早期的激光成像雷达几乎全都是采用CO2激光器。美国“火池(Fire pond)”激光雷达的远程试验更加提高了CO2激光成像雷达的地位。然而,由于CO2激光器的尺寸比较大,而且HgCd Te探测器需低温制冷,其在应用中的竞争力受到制约。

以Nd:YA G为代表的固体激光器,由于效率低,所产生的散热问题限制了其重复频率,因而不适于成像应用。近几年,随着固体激光器技术的发展,在高重复频率方面有很大突破,用于制导的二极管泵浦固体激光成像雷达成为一个新的研究热点。

二极管激光器的输出功率很低,长期以来只限于飞行器空间交会制导应用。近几年,二极管激光器,特别是二极管阵列激光器的输出功率取得突破性进展,随着每单位功率成本的降低,二极管激光成像雷达将得到极大的发展。

2　激光成像雷达的最新发展

211　CO2激光成像雷达

CO2相干激光成像雷达的研究始于70年代。第一台三维成像外差激光雷达样机是1978年研制出来的;在整个80年代,多功能CO2激光相干成像雷达获得了迅速发展;到90年代初,已有数种样机问世并开始进行演示性试验。比较典型的如美国麻省理工学院研制的IRAR战术红外多功能激光雷达、美国联合技术研究中心研制的LO TAWS激光障碍物和地形回避警戒系统、美国雷锡恩公司和休斯公司研制的巡航导弹制导激光雷达等。

美国弹道导弹防御组织(BMDO2Ballistic Missile Defense Organization)于1992年投资开展了“先进传感器技术(ASTP)”和“有鉴别力的拦截导弹技术(DITP)的研究”[1]。主要研究超小型锁模CO2激光雷达和锁模钕:光纤雷达。该激光雷达与被动传感器或雷达一起使用以提高截击导弹的鉴别能力,主要用于战场导弹防御体系(TMD)和美国国家导弹防御体系(NMD)中。其所采用的成像技术为“距离-多普勒成像”或“逆合成孔径雷达成像(ISAR)”技术。已进行的研究工作包括:成像技术、目标特性、雷达散射截面、大气湍流、瞄准误差及目标识别技术等

。

图1　英、法CLARA系统结构框图

Fig.1　Block diagram of CLARA system

英国的DERA(Defense Evaluation and Research Agency)和法国的D G A合作研究了一种采用相干探测方法,称为小型化激光雷达(CLARA)的空基CO2多模激光成像雷达[3]。研究历时四年半,研制了直径为520mm×3.6m长的两个实用吊舱,图1为CLARA的系统结构。同时,英国DERA也进行了1016μm相干激光雷达其它方面的研究工作,如一种新型的空腔波导集成光学系统[3]。他们的主要目的是:激光雷达的小型化、提高测量精度、使制造更为简单,另外就是要降低成本。这也是激光雷达发展的必然趋势。

提高成像速率一直是关键技术之一。1997年,第九届国际相干激光雷达会议上,美国Oak Ridge 国家实验室报告了他们在1016μm相干激光成像雷达的研究中[2]采用30×30元二维阵列HgCd Te探测器进行相干成像实验研究。

目前,制导用的CO2相干成像激光雷达的研究工作与80年代相比已经有所降温。但是可以看到美、英等国仍然在积极地致力于这方面的研究,特别是在系统的可靠性、小型化上下功夫,同时也正在致力于研究新型的成像技术等。

212　固体成像激光雷达

高功率二极管激光器和二极管激光器阵列的快速发展,重新引起了人们对固体激光发射机应用于激光雷达的兴趣。二极管激光器技术的发展,使得高可信度、小型化、长寿命、高电光效率的全固态激光雷达系统具有很大的发展潜力。

与1016μm的CO2激光雷达系统相比,固体激光雷达系统的效率和输出功率虽然低,但却具有系统质量轻、价格低,探测器不需要制冷的独特优点。

1986年,斯坦福大学首次成功地实现了全固态激光雷达系统的相干探测。1988～1989年相干技术公司研制成了操作性和数据处理的实时性都比斯坦福大学激光雷达性能好的第二代Nd:YA G激光雷达系统。

二极管泵浦固体激光雷达技术的发展始于80年代。美国相干技术公司在1989年研制了一种低平均功率脉冲1106μm相干激光雷达系统,向全固态相干激光雷达系统迈出了重要的一步。此系统已经进行了精确的外场试验。

1990年的SPIE激光雷达会议上,相干技术公司介绍了一种脉冲相干固体1106μm(图2)和211μm激光雷达系统[5]。值得注意的是系统光路中光纤的使用,一是可以使系统对各个元件位置要求不再苛刻,另外对外差探测器位置的要求也更为灵活,更重要的是,可以保证信号和本阵光近乎完美地实现相干混频。

为解决1106μm波长的眼睛安全问题,相干技术公司研究了一个工作于211μm的低重复频率、脉冲Tm,Ho:YA G相干激光雷达系统。1991年的第六届SPIE激光雷达会议上,也有类似的研究报告[6,7]。

1992年的第七届激光雷达会议上,有一个用于战略防御系统的陆军导弹光学测试系统AMOR的报道[8],此系统也是一个相干锁模1106μm雷达系统,能够对远距离的战略目标进行距离和多普勒高分辨测试。

1994年,美国空军怀特实验室详细介绍了他们所研究的二极管泵浦固体成像激光雷达系统[10]。图3是他们所研究的成像激光雷达结构图。此系统既可用于直接探测,也可用于相干探测。同年,美国Fibertek公司介绍了他们研究的直升机防撞的二激管泵浦固体激光雷达系统,并已研制成了样机,进行了两次直升飞行试验

。

图2　相干公司Nd:YA G相干激光雷达系统

Fig.2　Nd:YA G lidar system of Coherent

Corp.

图3　怀特实验室激光雷达系统结构图

Fig.3　Block diagram of lidar system of White Lab.

虽然二极管泵浦固体成像激光雷达的发展势头强劲,但研究才刚起步,目前仍然是样机研制阶段,作用距离还很有限。随着二极管技术的发展,二极

管泵浦固体成像激光雷达的研究将会很快上一个新的台阶。

213　二极管成像激光雷达

二极管激光成像雷达是第二个率先在实战中获得应用的光电武器,其优点是体积小、质量轻、造价低、使用寿命长、可靠性高和低功耗,可采用室温探测。自80年代中期开始研制以来,发展很快,迄今已研制出几种样机,但大多处于研制阶段。二极管激光雷达的一个吸引力在于它的测距和三维截面成像能力,这使它能成为一种很有效的军事传感器。另一个吸引力在于它的潜在的低成本,这对于自动制导非常重要。

1985年美国空军怀特实验室委托Schwartz 电

光公司(SEO )研制了一个机载武器制导二极管成像激光雷达系统,1991年9月,进行了一系列飞行试验[10]。其原理框图如图4所示

。

图4　SEO 成像激光雷达原理系统框图

Fig.4　Block diagram of lidar system of SEO

目前,比较有代表性的OASYS 系统采用脉冲能量为8

μJ ,重复频率为64kHz 的G aAlAs 激光器,在2km 低能见度条件下,对215cm 直径的电力线成像距离大于400m ,图像更新时间为0175s ,扫描方式为圆周频移扫描,视场为25°×50°。此系统已于1993年进行了装机试飞。

另外,国外90年代初开始研制的新一代二极管激光雷达除具备早期二极管激光雷达的优点外,还具备以下特性:(1)和被动(即红外系统)相结合;(2)作用距离达到10km 左右;(3)具有多种成像功

能;(4)具有先进的实时图像处理功能。

这种新型的二极管激光雷达在军事上还可用于

战术防空系统对来袭目标的精确定位和低空飞行器的地形跟随,取代现在使用的毫米波雷达以及用于其它所有作用距离在10km 左右的战术任务。

非扫描二极管激光雷达是实现上述功能的唯一选择。采用非扫描成像激光雷达可以大幅度提高作用距离,能同时进行被动强度成像和主动强度成像,可进行距离成像和速度成像,各种成像的速率都非常高,为先进的实时图像处理提供了有利条件。

国外比较成功的非扫描二极管成像激光雷达有CW 非扫描成像二极管激光雷达,脉冲选通式二极

管激光雷达,高频调制非扫描成像二极管激光雷达等。

图5是美国Sandia 国家实验室研制的非扫描成像激光雷达系统框图[12]。该系统具有多种用途,如武器制导中的精确瞄准,主动避障等。采用了连续波调制和微通道像增强技术,探测器为CCD 阵列。

3　激光主动成像制导雷达的发展方向

纵观近年来国外制导用激光成像雷达的研究,可以预见其未来的发展趋势:

(1)　相干探测体制是激光成像雷达的主流

高灵敏度探测接收技术是激光成像雷达的关键

技术之一,相干外差探测可有很高的探测灵敏度,从而使激光发射光功率减少,相应的体积质量大大减小;相干探测采用多普勒频率补偿技术可以消除导弹目标相对运动的影响。不论是在CO 2激光雷达或是在固体激光雷达的研究中,国外都在积极研究相干探测体制。

(2)　高可靠性、小型化激光雷达是发展的必

然趋势

激光雷达如果要应用于实际制导中,高可靠性、小型化是必须的条件。国外在这一方面已经作了很多研究,比如采用集成光学系统技术,光纤集成化技术等。

(3)　高抗干扰性是激光成像雷达的必备条件

抗干扰技术包括弹内导引头收发杂散光的隔离、大气后相散射杂波干扰、人为有源干扰及假目

?

93?

图5　Sandia 实验室非扫描激光雷达系统

Fig.5　Nonscanned lidar system of Sandia lab.

标和多目标的识别等。大气传输特性和目标特性的研究都是激光成像雷达研究中的主要内容。

(4)　实时成像和精确测量是激光成像雷达的

最终目的

激光成像雷达必须能够实时提供目标的距离、速度和强度图像,能够精确测距和测速、测角及角速度,具有图像识别、成像跟踪等功能。应当发展具有高速数字信号处理和先进跟踪算法的激光主动成像导引头,在实时性、可靠性和准确性方面不断进行完善,以满足战术需求。

(5)　三种成像雷达共同发展

1016

μm 的CO 2激光雷达以其灵敏度高,传输性能好,可测得的信息丰富等综合性能优势成为军用激光雷达中的佼佼者;1106

μm 的YA G 直接探测激光雷达以其结构紧凑、简单可靠而获得了广泛应用。

在以往的研究中,1106

μm 的YA G 激光难以实现外差,但由于技术的进展提供了单模、稳频、单偏振和频率可调的光源,YA G 相干激光雷达的发展也很迅速。

半导体激光器技术的飞速发展,使得半导体激光成像雷达在激光成像雷达中占有一定的比例,特别是在近距离制导方面占有很大优势。另外非扫描成像技术的发展,将会使半导体激光雷达的作用

距离大大增加,从而会更加扩大半导体激光雷达在制导方面的应用。

参　考　文　献

1　Douglas G Y oumans ,Rodney Robertson.Mode 2locked 2laser

Laser Radar Performance in the Detection of TMD and NMD Targets.N TIS.1998

2　Marc L Simpson.Application of Coherent 10Micron Imaging

Lidar.9th Conference on Coherent Laser Radar.Linkoping ,

Sweden.1997,J une 23～27

3　Jenkins R M ,Devereux R W J.Hollow Waveguide Integrated

Optics :A Novel Approach to 10

μm Laser Radar.9th Conf.on Coherent Laser Radar.Linkoping ,Sweden.1997,J une 23～27:96～99

4　HO GG G M.CLARA -a Coherent CO 2Multi 2mode Laser

Radar ,Proc.Of 9th Conf.on Coherent Laser Radar.Linkop 2ing ,Sweden.1997,J une 23～27:228～231

5　Sammy W Henderson.Pulsed Coherent Solid 2state 1.06

μm and 2.1

μm Laser Radar Systems for Remote Velocity Measure 2ments.SPIE.1990,1222Laser Radar V :118～1296　Simpson T B ,Malley M M.Mode 2locked Nd :YA G Laser for

Precision Range 2Doppler Imaging.SPIE.1991,1416Laser Radar Ⅵ:2～9

7　Dennis K K illinger ,K in Pui Chan.Solid 2state Lidar Measure 2

ments at 1and 2μm.SPIE.1991,1416Laser Radar Ⅵ.125～128

8　Thomas J Papetti.Coherent mode 2locked 1.06micron ladar

transmitter.SPIE.1992,1633Laser Radar Ⅶ:6～149　Andersen C C.A1.32Micron Long 2range ,Solid 2state ,Imag 2

ing LADAR.SPIE.1992,1694:121～130

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Guidance.SPIE.1992,1633Laser Radar Ⅶ:21～3211　Benoist.A Cable Detection Lidar System for Helicopters.

1992,N92-31068MF

12　John P Anthes ,Non 2scanned LADAR imaging and applica 2

tions.SPIE.1933,1936Applied Laser Radar Technology ,11～2

?

04?

PCB制作过程中激光直接成像的三种方式

PCB制作过程中激光直接成像的三种方式 激光直接成像让pcb制作工艺过程简化了至少60%，而传统的底片图片转移却需要十几个步骤。那么PCB制作过程中激光直接成像都有哪些方式呢？全世界的pcb制作商所配备的LDI设备都属于UV光的LDI，按其工艺可以具体分为三种： 1）光致抗蚀剂的激光直接成像。这一类型是指对涂覆有专用光致抗蚀剂的在制板进行激光直接成像。在制板上要完成导电图形基于如下三个步骤： 第一步：利于LDI在激光直接在制板上的专用光致抗蚀剂进行感光。激光感光是由cad图形数据或计算机已存储的图形数据进行控制激光扫描的，而专业光致抗蚀剂的光敏性要比传统的光致抗蚀剂光敏要强得多（约10倍）来进行激光扫描，才能取得高的PCB图形转移的生产率。

第二步：化学显影。专用光致抗蚀剂仍采用传统的弱碱性碳酸钠溶液进行显影。 第三步：化学蚀刻。由于专用的光致抗蚀剂是属于耐酸性（或则耐酸性强于耐碱性）的，因此要采用酸性氯化铜蚀刻溶液等来进行蚀刻。 2）pcb制作采用化学镀锡的激光直接成像。 在制板上化学镀锡的激光直接成像（LDI),某些文献又称为激光直接刻板。这一类型是指在制板上利用化学方法镀上一层很薄的抗蚀层锡，然后利用激光蚀刻去不需抗蚀刻、保护的锡层及底下的部分厚度（3μm~5μm)的铜箔，然后进行化学蚀刻。由于锡层在0.5μm~1.0μm厚度）是抗碱不耐酸的。 3）以覆铜箔的在制板上的激光直接成像，这一类型是指仅在覆铜箔在制板上的激光直接成像。他不需要对在制板进行任何涂覆抗蚀保护层，而是直接利用激光蚀刻去不需要的铜

箔，但是为了损伤介质厚度，往往还留下3μm~5μm厚度的铜箔，然后进行严格控制的快速化学蚀刻而出去留下的铜箔厚度。因此在制板上的铜导体图形的铜厚度将会变薄些。这具体问题具体分析。 综上所述我们了解到了PCB生产制作过程中使用的激光直接成像的类型方式，工艺在于精益求精，不断实践和优化提升。深圳金瑞欣特种电路是专业的电路板打样和中小批量生产厂家，主营2-30层高多层板，、高频板、厚铜板、Hdi板等。更多详情可以咨询金瑞欣特种电路官网。

激光雷达技术的应用现状及应用前景

光电雷达技术 课程论文 题目激光雷达技术的应用现状及应用前景

专业光学工程 姓名白学武 学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日 摘要：激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类，介绍了它们的研究进展和发展现状，以及应用现状和发展前景。 引言 激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。 激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形和数据处理方式，可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等：根据安装平台划分，可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达；根据完成任务的不同，可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。 在具体应用时，激光雷达既可单独使用，也能够同微波雷达，可见光电视、

红外电视或微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目标，又能实现对目标的精密跟踪，是目前较为先进的战术应用方式。 一、激光雷达技术发展状况 1.1关键技术分析 1.1.1空间扫描技术 激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。 机械扫描能够进行大视场扫描，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必须采用冷却处理，实际工程应用中将增加设备量。 二元光学是光学技术中的一个新兴的重要分支，它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基础上的光学领域的前沿学科之一。利用二元光学可制造出微透镜阵列灵巧扫描器。一般这种扫描器由一对间距只有几微米的微透镜阵列组成，一组为正透镜，另一组为负透镜，准直光经过正透镜后开始聚焦，然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时，准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小的相对移动输出光束就会产生很大的偏转，透镜阵列越小，达到相同的偏转所需的相对移动就越小。因此，这种扫描器的扫

激光主动成像技术研究_张晟翀

收稿日期:2009-04-09作者简介:张晟羽中(1973-),男,安徽合肥人,硕士,研究方向为数字信号处理. ?光电工程系统技术? 激光主动成像技术研究 张晟羽中,唐树威,朱海波 (光电系统信息控制技术国家级实验室,河北　三河　065201) 摘　要:介绍了激光主动成像技术的原理、特点和性能指标,通过理论计算和实验,研究了激光主动成像的距离和识别能力,并对其分辨率、激光发散角、焦距视场等参数进行了定量的分析.根据理论研究和实验验证推算的结果,证明了分析的正确性.要提高成像距离,减小发散角比增大激光功率的作用要更明显,在发散角小于4mrad 时可以实现对10km 的2m 目标进行成像识别. 关键词:激光主动成像;成像距离;发散角;分辨率 中图分类号:TP249 文献标识码:A 文章编号:1673-1255(2009)03-0009-03 Laser Active Imaging T echnology ZHAN G Sheng 2chong ,TAN G Shu 2wei ,ZHU Hai 2Bo (N ational L aboratory of Elect ro 2Optic S ystem Technology ,S anhe 065201,China ) Abstract :The laser active imaging technology ’s principle ,characteristics and performance index are de 2scribed.Through the theoretical calculation and the experiment ,the laser active imaging distance and the recog 2nition capability are studied.The parameters such as resolution ,laser divergence angle ,focal length and field of view are quantitatively analyzed.According to the results of theoretical study and experimental verification ,the correctness of the analysis is proved.To increase imaging distance ,the effect of reducing the divergence angle is more obvious than that of enhancing laser power.When the divergence angle is less than 4mrad ,the image i 2dentification of the 2m target at 10km can be achieved. K ey w ords :laser active imaging ;imaging distance ;divergence angle ;eesolution 对于一些温度对比度低的暗目标,以及光照度低甚至零照度环境下,被动光电探测将无法提供足够的目标分辨率和成像距离.而将激光技术、距离选通技术、微弱目标的成像处理技术结合在一起的激光主动成像技术[1]可以在零照度条件下,利用目标的漫反射对各种目标进行成像识别,比“猫眼”效应的激光主动侦察[2]应用范围更大. 激光主动成像技术的原理是,通过高重频低占空比脉冲激光照射目标,由高速选通增强型ICCD 相机克服后向散射,进行距离选通成像.它具有不受目标温度对比度影响,识别能力强,成像对比度高和对天气条件要求低的优点.如:美国Intevac 公司的 激光照明二维成像系统L IVAR (见图1),采用1.5 μm 波长,可以识别5km 之外的目标[3] . 图1　美国L IVAR 激光照明二维成像系统 第24卷第3期2009年6月 光电技术应用 EL ECTRO -OPTIC TECHNOLO GY APPL ICA TION Vol.24,No.3J une.2009

激光雷达与激光成像雷达

激光雷达与激光成像雷达 一、激光雷达与激光成像雷达 一、激光雷达与激光成像雷达 人通过感觉器官感知，认识外部世界的一切。用耳朵听音乐、话音、机器的轰隆声、钟声、铃声等一切通过声音传递的信息；用手感觉温度、物体的硬软以及物质的存在；用眼睛观察外部世界的形状、颜色、运动状态、速度、位置、识别物体的种类等等。人的眼睛之所以可以看见外部世界，是因为太阳光谱中的可见光照射在物体上反射的结果。那么除了“可见光谱”之外还存在别的“不可见的光谱”吗？事实上，广义的光谱按频段的不同，有大家所熟悉的电磁波、远红外、近红外、可见光、紫外光谱，而可见光谱区中，红色的光波长最长，紫色的波长最短。而且人们已经发现不同的物质辐射不同的谱线，在特定的条件下还可以只辐射某一单一波长的谱线，当其人们发现不可见光谱区中的单一的光谱谱线具有可贵的特性的时候，就力图去产生、开发、利用这种单一光谱谱线，由此产生了激光及用于不同场合的激光系统。 视觉引发人们的形象思维，眼睛从外界事物所获取的信息量大，直接而快速，是其他感觉器官所不能代替的，这也就是古人所说的“眼见为实”的深切内涵。正是因为这个道理，人们不愿受限于“可见光”的可见，而想去探求自然光条件下所看不见的东西，如想在漆黑的夜晚，去观察外部世界，就开发出了“夜视仪”。被动“红外热成像仪”也不是依赖于可见光的反射特性去观察变幻莫测的外部世界的，而是依赖于物体本身的热辐射，无论白天或黑夜都可以用以观察人类世界的一切，而且已经是超视距的。目前最新的热成像仪，1ms内热敏成像。红外成像高速测温用来检测来复枪，其射出的弹头在弹道上飞行速度为840m/s，弹头距枪口0.914 4m处的热成像还能分辨出弹头上不同部位摩擦热的温差。 遥感仪则可以依据物体本身的辐射谱线，包括电磁波段与红外光区，远距离成像，把肉眼原本看不见的自然变化，转化为可见，以照片的形式或屏幕显示的图像，甚至动态图像的形式展现出来，这就是当今人们感兴趣的可视化技术。人们力图从各个领域做这方面的研究和开发应用。 通过眼睛人们能够确定方向——定位，作为控制手的动作的依据，当然这是受限于“视距”之内的，通过望远镜可以延伸视距；但是“定位”的精度达不到人们通用目的需要，所谓“差之毫厘，失之千里”。雷达满足了远距离定位和精度的要求，雷达源于英文Radio Detection And Ranging的缩写RADAR，于1935年问世。 当其“激光”这种波长处于红外光谱波段的“激光光源”被研究出来之后，人们自然想到利用微米波段（红外光谱波段）的光波作为信息的载体去探测、获取其他手段难于探测、观测到的目标的信息。激光雷达研制成功后，相继激光成像雷达应运而生。激光雷达的英文名字“LADAR”是Laser Detection And Ranging的缩写。激光雷达的研究是从目标探测和测距入手的，早期（1962～1976年）的研究系统被称为光雷达（Optical RADAR），并命名为LIDAR（Light Detection And Ranging）。可以说军事应用对测量系统精确度的要求日

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Graph 1: trend of line & space at DYCONEX over the last 10 years The consequent use of LDI capability over the complete PCB manufacturing flow Daniel Schulze, Uwe Kramer DYCONEX AG Grindelstrasse 40 8303 Bassersdorf, Switzerland T3.4 PCB Quality Oral Presentation Abstract The systematic implementation of optimized LDI (Laser Direct Imaging) photo resist types, LDI exposure units and fine line AOI (Automated Optical Inspection) equipment enhances the production technology and provides optimized PCB solutions for customers. This standardization results in a significantly faster and easier process flow with very precise registration. For high-reliability medical implants, full traceability can be obtained by adding individual serial numbers, date stamps and 2D barcodes for recording various process parameters. Design requirements Driven by the assembly technology and analyzing the design requirements of the customers over the last 10 years a clear trend to smaller feature sizes is seen. A typical medical implantable product has a feature size of 50 μm line / space. Typical via diameters between 50 and 75 μm and pad sizes between 150 μm and 250 μm are standard to find on these markets. To assemble resistors of 0201 packaging sizes will increase the requirements to the solder mask alignment as well down to 25 μm alignment precision.

激光共聚焦显微镜与普通显微镜成像原理及区别

激光扫描共聚焦显微镜采用激光作为光源, 有效地除去了非聚焦平面的信息, 提高了微观形貌的清晰度和分辨率。其与计算机软件结合可以实现深度方向的光学切片观察, 再将这些扫描得到的信息通过软件算法以及叠加和重组, 可以获得材料的微观三维形貌, 因此激光共聚焦显微镜具有快速、无损、制样简单等优点。那么激光共聚焦显微镜的原理又是怎样的呢？ 它采用激光点光源照射样品, 从发射器发出的光经过光路后在聚焦平面上形成一个大小分明的光点,它沿着原照射光路到达分光镜并且该点发出的光被物镜收集,分光镜将收集来的光直接反馈给探测器。光点通过前方探测器设有的探测针孔等一系列的透镜, 最终同时聚焦于探测针孔, 这样来自聚焦平面的光可以会聚在探测孔之内, 而来自聚焦平面上方或下方的散射光都被挡在探测孔之外而不能成像, 从而提高了焦平面的分辨率。激光共聚焦显微镜逐点扫描样品, 探测针孔后的光电倍增管也逐点获得对应光点的共聚焦图像, 转为数字信号传输到计算机上, 最终在屏幕上聚合成清晰的整个焦平面的共聚焦图像。转为数字信号传输到计算机上, 最终在屏幕上聚合成清晰的整个焦平面的共聚焦图像。此外激光共聚焦显微镜还可以对样品进行逐层光学切片扫描, 得到高度方向每一层的图像信息, 传回计算机软件叠加处理后可以得到三维形貌图。它成像清晰、精确、最大的优点在于能对材料进行深层形貌的观察。可以对样品进行断层扫描观察和成像, 进行无损观察和三维形貌分析。 激光共聚焦显微镜可用来观察样品表面亚微米级别的三维轮廓形貌, 也可以测量多种微几何尺寸, 像晶粒度、体积、膜深、膜厚、深度、长宽、线粗糙度、面粗糙度等。激光共

聚焦相比于其他测量手段有其独特的优势, 它提高了图片的清晰度, 有很好的景深, 提高了分辨率, 可以进行无接触的三维轮廓测试。在金属材料研发方面还经常用到光学显微镜和扫描电子显微镜。光学显微镜是一种二维的形态学工具, 有效分辨率较低, 分辨率的景深较小, 也不能观察纵向方向的三维形态。而扫描电镜在样品的制备方面比较复杂, 有时还会引起样品的破坏, 对于扫描的面积和材料的表面高度都有所限制, 同时它也不能测量面积、体积、深度等信息。在钢铁材料的生产和开发过程中, 众多的环节需要关注表面形貌, 采用激光共聚焦显微镜技术进行相应检测, 不仅可以获得媲美SEM的显微图像, 同时还能够进行快速、无损测量, 加之其较低的引入和维护成本,更符合目前行业成本控制的需求。本文将举例说明激光共聚焦显微镜在金属研究领域的典型应用。 激光共聚焦显微镜由于其优于光学显微镜的清晰度和分辨率, 使其在金相组织观察方面有独特的优势。试验样品为海洋平台用钢, 将样品进行磨制、抛光处理, 并用腐蚀溶液腐蚀, 要求观察并测量基体上粒状贝氏体的形态和尺寸。相比于普通光学显微镜, 激光共聚焦显微镜清晰度好, 分辨率高。激光作为光源, 它的单色性非常好, 光束的波长相同, 从根本上消除了色差。共聚焦显微镜中在物镜的焦平面上放置了一个带有针孔的挡板, 将焦平面以外的杂散光挡住, 从而消除了球差。同时激光共聚焦显微镜采取的点扫描技术和计算机采集和处理信号也进一步提高了图像的清晰度。

激光主动成像制导雷达的研究方向

激光主动成像制导雷达的研究方向 刘立宝1 蔡喜平2 乔立杰2 杨　洋2 (哈尔滨工业大学威海分校理学系1　威海　264209) (哈尔滨工业大学应用物理系2　哈尔滨　150001) 文摘:文中介绍了国外制导用激光成像雷达近年来的发展情况,总结提出了激光主动成像制导雷达的研究方向。CO2激光成像雷达系统效率高,大气传输性能好,信息处理技术成熟,易于实现高灵敏度外差探测和三维成像,曾经是主要的研究对象;固体激光雷达系统具有系统质量轻、价格低,探测器不需要制冷的独特优点正成为现在研究热点;二极管激光成像雷达体积小、造价低、寿命长、可靠性高、功耗低,可采用室温探测,有着很大的发展前途。 关键词: 激光雷达 成像 制导 R esearch of active im aging guiding lidar system Liu Libao1 Cai Xiping2 Qiao Lijie2 Yang Yang2 (Department of Science,Weihai Campus,Harbin Institute of Technology1,　Weihai,　China,　264209) (Department of Applied Physics,Harbin Institute of Technology2,　Harbin,　China,　150001) Abstract:In this paper,the latest development of imaging guiding lidar overseas is introduced, and the future of that is predicted.The CO2lidar system has the advantages of higher efficiency,bet2 ter transmission capability in air,more developed information processing technology,easy to actualize the coherent detection with high sensitivity,and3D imaging,so it has been the main object for study2 ing.For the special excellence of light weight,lower price,and detector without cooling,the solid imaging lidar system is now being a hot spot of research.With well outlook,the diode lidar system has got more characteristics than the systems before. K eyw ords: Lidar Imaging Guidance 1999206224收稿 1999212220修回作者简介:刘立宝　男　31岁　讲师　从事光学成像研究及教学工作。 第29卷第2期 红外与激光工程 2000年4月Vol.29No.2 Infrared and Laser Engineering A pr.2000

激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析

激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析 “雷达”是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备.电磁波其功能包括搜索目标和发现目标;测量其距离,速度,角位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等 特征参数。 传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波.可以用 振幅、频率、相位和振幅来搭载信息，作为信息载体。 激光雷达利用激光光波来完成上述任务。可以采用非相干的能量接收方式，这主要是一脉冲计数为基础的测距雷达。还可以采用相干接收方式接收信号，通过后置信号处理实现探测。激光雷达和微波雷达并无本质区别，在原理框图上也十分类似，见下图激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置（距离、方位和高度）、运动状态（速度、姿态）等信息，实现对目标的探测、跟踪和识别。激光雷达由发射，接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。激光光速发散角小，能量集中，探测灵敏度和分辨率高。多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标。天线和系统的尺寸可以作得很小。利用不同分子对特定波长得激光吸收、散射或荧光特性，可以探测不同的物质成分，这是激光雷达独有的特性。 激光雷达的种类目前，激光雷达的种类很多，但是按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种: 按激光波段分：有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。 按激光介质分：有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。 按激光发射波形分：有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。按显示方式分：有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。 按运载平台分：有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、

激光雷达在军事中的应用

激光雷达在军事中的应用 摘要：本文简要介绍激光雷达的特点、激光雷达探测的基本物理原理及其在军事领域的应用现状．Laser rader’s character was briefly introduced in this essay.Besides,its elementary physical fundamental was also introduced as well al its use from military field. 关键词：激光雷达；探测；军事应用 1引言 激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术相结合的产物，由发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式即为直接探测和外差探测。它像传统的微波雷达一样，由雷达向目标发射波束，然后接收目标反射回来的信号，并将其与发射信号对比，获得目标的距离、速度以及姿态等参数．但是它又不同于传统的微波雷达，它发射的不是微波束，而是激光束，使激光雷达具有不同于普通微波雷达的特点． 根据激光器的不同，激光雷达可工作在红外光谱、可见光谱和紫外光谱的波段上．相对于工作在米波至毫米波波段的微波雷达而言，激光雷达的工作波长短，是微波雷达的万分之一到千分之一，根据光学仪器的分辨率与波长成反比的原理，利用激光雷达可以获得极高的角分辨率和距离分辨率，通常角分辨率不低于0.1mrad ，距离分辨率可达0.1m , 利用多普勒效应可以获得10m / s 以内的速度分辨率．这些指标是一般微波雷达难以达到的，因此激光雷达可获得比微波雷达清晰得多的目标图像。 激光束的方向性好、能量集中，在20km 外，其光束也只有茶杯口大小，因而敌方难以截获，而且激光束的抗电磁干扰能力强，难以受到敌方有源干扰的影响． 由于各种地物回波影响，因而在低空存在微波雷达无法探测的盲区．而对于激光雷达，只有被激光照射的目标才能产生反射，不存在低空地物回波的影响，所以激光雷达的低空探测性能好．激光雷达体积小、重量轻，有的整套激光雷达系统的重量仅几十千克．例如为了适应海军陆战队的需要，美国桑迪亚国家实验室和伯恩斯公司都提出了手持激光雷达的设计方案．相对于重达数吨、乃至数十吨的微波雷达而言，激光雷达的机动性能显然要好得多． 任何事物都是一分为二的，激光雷达也有自身的缺陷．激光光束窄、方向性好，虽然表现出能量集中的优点，但不宜用作战场监视雷达搜索大空域．而且激光的传输受环境影响大，尤其是在雨、雪、雾的天气，激光在传输过程中的衰减更大．当然，激光在大气层外传输时不易衰减，有其得天独厚的优势．经过几十年的努力，科学家们趋利避害，已研制出多种类型的军用激光雷达．激光雷达在军事上可用于对各种飞行目标轨迹的测量。如对导弹对卫星的精密定轨等。激光雷达与红外、电视等光电设备相结合，组成地面、舰载和机载的火力控制系统对目标进行搜索、识别、跟踪和测量。由于激光雷达可以获取目标的三维图像及速度信息，有利于识别隐身目标。激光雷达可以对大气进行监测，遥测大气中的污染和毒剂，还可测量大气的温度、湿度、风速、能见度及云层高度。用激激光器作为辐射源的雷达。 2. 用干战场侦察的激光雷达 众所周知，普通的成像技术（如电视摄像、航空摄影及红外成像等）获得的场景图像都是反映被摄区域辐射强度几何分布的图像，而激光雷达可以通过采集方位角一俯冲角一距离一速度一强度等三维数据，再将这些数据以图像的形式显示出来，从而可产生极高分辨率的辐射强度几何图像、距离图像、速度图像等，因而它提供了普通成像技术所不能提供的信息． 例如美国桑迪亚国家实验库研制的一种激光雷达，激光器功率为120MW ，显示屏幕的像素为64

激光主动成像图像噪声抑制方法

收稿日期:2013-01-06;修订日期:2013-02-14 基金项目:武器装备预研项目 作者简介:吴坤(1987-),男,硕士生,主要从事激光主动成像末制导的研究工作。Email:lieutenant@https://www.wendangku.net/doc/a82520070.html, 导师简介:张合新(1965-),男,教授,博士生导师,主要从事导航、制导与控制方面的研究工作。Email:f301301@https://www.wendangku.net/doc/a82520070.html, 激光主动成像图像噪声抑制方法 吴坤，张合新， 孟飞，陈聪(第二炮兵工程大学控制工程系， 陕西西安710025)摘要:针对激光主动成像图像特点及实际应用需要，提出了一种基于同态滤波与双数复值小波变换级联的图像降噪算法。首先通过同态滤波将乘性散斑噪声变换为加性噪声；然后用基于改进Q-shift 滤波器的双树复值小波对含噪图像进行分解，通过Bayes 自适应阈值法修正小波系数；最后再进 行相应的逆变换得到去噪图像。该算法具有近似平移不变性、 多方向选择性及精确重构性，采用信噪比(SNR)、峰值信噪比(PSNR)和运行时间作为算法去噪性能的评价标准进行实验。实验结果表明该算 法能够有效抑制图像中的散斑噪声，计算效率高， 且很好地保护了图像细节。关键词:激光主动成像；图像去噪；双树复值小波变换；Q-shift 滤波器 中图分类号:TP958.58文献标志码:A 文章编号:1007-2276(2013)09-2397-06 Denoising method of intensity image for laser active imaging system Wu Kun,Zhang Hexin,Meng Fei,Chen Cong (Department of Automation,The Second Artillery Engineering University,Xi ′an 710025,China) Abstract:According to the characteristics of laser active imaging and practical application 袁a new image denoising algorithm based on homomorphic filtering and dual tree complex wavelet transform (DTCWT)was proposed.Firstly,speckle noise was converted from multiplicative noise to additive noise by homomorphic transform.Secondly,the noise image was decomposed with the Q -shift DTCWT,then wavelet coefficients were revised by Bayes adaptive threshold method.Finally,inverse transforms were carried out and the denoised intensity image was obtained.The algorithm proposed had approximate shift -invariant,good directional selectivity and perfect reconstruction.The image signal to noise ratio (SNR),peak signal to noise ratio (PSNR)and the run time were applied to estimate the denoising effect.Experimental results show that the proposed algorithm has advanced denoising performance in laser active imaging and great efficiency in computation.Meanwhile,the detail of image is well protected. Key words:laser active imaging;image denoising;dual tree complex wavelet transform;Q-shift filter 第42卷第9期 红外与激光工程2013年9月 Infrared and Laser Engineering

深度剖析激光雷达核心技术

深度剖析激光雷达核心技术 从四个维度深度剖析激光雷达核心技术 激光雷达（LiDAR）的产业化热潮来源于自动驾驶汽车的强烈需求。在美国汽车工程师学会（SAE）定义的L3级及以上的自动驾驶汽车之中，作为3D视觉传感器的激光雷达彰显了其重要地位，为自动驾驶的安全性提供了有力保障。因此，激光雷达成为了产业界和资本界追逐的“宠儿”，投资和并购消息层出不穷。很多老牌整车厂和互联网巨头都展开了车载激光雷达的“军备竞赛”。近期，MEMS激光雷达技术发展最为活跃，并且吸引了大多数投资，同时宝马宣布将于2021年推出集成MEMS激光雷达的自动驾驶汽车。 不同自动驾驶等级对传感器的需求分析（数据来源：Yole） 伴随着自动驾驶热度上升，激光雷达相关新闻铺天盖地袭来。但是这项在自动驾驶领域尚不成熟的3D视觉技术，不仅公开技术资料稀缺，而且企业和媒体关于各种激光雷达的分类和称谓表达五花八门，例如：机械式、固态、全固态、混合固态；又如：MEMS（微机电系统）、OPA（光学相控阵）、Flash（闪光）；亦如：FMCW（调频连续波）、脉冲波；还如：飞行时间法、三角测距法等。这些称谓常常让圈内圈外的人士感到困惑。不用担心，麦姆斯咨询为您答疑解惑，本报告从“测距原理、光源、光束操纵、探测器”四个维度对激光雷达核心技术及分类进行了分析，力求让读者对激光雷达错综复杂的技术脉络有清晰的认知。 当我们在交流“直接/间接飞行时间法、三角测距法”等概念时，这实际上是激光雷达的“测距原理”维度；而谈及“机械式、MEMS、OPA、Flash”等关键词时，这属于激光雷达的“光束操纵”维度；无论是905nm还是1550nm的波长，还是边发射激光器（EEL）或垂直腔面发射激光器（VCESL），这是从激光雷达的“光源”维度交流问题；而涉及PIN、APD（雪崩光电二极管）/SPAD（单光子雪崩二极管）、SiPM（硅光电培增管），或是单点、线阵、面阵，则是从激光雷达的“探测器”维度分析技术。 掌握不同类型激光雷达技术路线及“硬核”

主动成像激光雷达

第37卷，增刊 红外与激光工程 2008年9月 V ol.37 Supplement Infrared and Laser Engineering Sep. 2008 收稿日期：2008-09-22 作者简介：杨鹏（1981-），男，河南南阳人，博士研究生，主要从事光电位移测量光电研究。Email:rocyangpeng@https://www.wendangku.net/doc/a82520070.html, 导师简介：艾华（1961-），男，吉林长春人，研究员，博导，主要从事光电位移测量、光电测控研究。Email:aih ◎https://www.wendangku.net/doc/a82520070.html, 主动成像激光雷达 杨 鹏1,2，王宇志1,2，李 琳1,2，艾 华1 （1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130033； 2.中国科学院研究生院， 北京 100039) 摘要：主动成像激光雷达由系统本身提供照明，不必再依赖太阳角，可全天候工作，具有远距离、高分辨率、三维成像能力。特别是具有目标探测、识别和辨识等方面的超强能力，战场上在预警、信息获取、目标监视和侦查方面有很重要的应用。介绍了两种不同体制主动成像激光雷达：一种是采用相干成像合成孔径红外激光雷达，另一种是采用孔径平面散斑强度信息成像激光雷达。阐述了两种不同体制主动成像激光雷达的原理、特点和研究现状，并对其关键技术和应用前景进行了简要的分析。 关键词：激光雷达； 合成孔径； 散斑成像； 相干探测 中图分类号：TN958.98 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2008)增(激光探测)-0115-05 Active imaging ladar YANG Peng 1,2 ,WANG Yu-zhi 1,2, LI Lin 1,2 , AI Hua 1 （1. Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of sciences, Changchun 130033, China ； （2. Graduate School of the Chinese Academy of sciences, Beijing 100039, China ） Abstract: Active imaging ladar, because they provide their own illumination, are capable of operating 24 hours a day and are not dependent upon the angle of the sun. They can provide ultra-high resolution and three-dimensional imaging at long range. These capabilities would be promising in target detection and remote sensing and mapping. These capabilities would improve Battlefield Awareness (BA) and provide persistent Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance (ISR) to perform target detection, recognition, and identification. This paper discusses two different approaches to active optical imaging. One is a coherent approach that uses synthetic aperture techniques with infrared laser radar, and another approach uses only the intensity of the speckle pattern in the aperture plane. Two different approaches to active optical imaging are introduced. The principle, advantage and progress of these two ladar systems are described. The key techniques and application prospect of them are also briefly discussed. Key words: Ladar; Synthetic aperture; Speckle imaging; Coherent detection 0 引 言 主动成像激光雷达工作在光学波段，其工作波长 远小于普通微波雷达，因此可以获得高分辨率的目标图像，这些图像看起来更自然、更容易理解，因此，其在军事侦察和遥感测绘等方面具有广阔的应用前景。主要介绍了两种不同体制的成像激光雷达，都具

固态激光雷达研究进展

190218-1 DOI: 10.12086/oee.2019.190218 固态激光雷达研究进展 陈敬业，时尧成* 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310058 摘要：激光雷达可以高精度、高准确度地获取目标的距离、速度等信息或者实现目标成像，在测绘、导航等领域具有重要作用。本文首先介绍了从机械式向全固态过渡的微机械系统激光雷达解决方案；其次针对激光雷达全固态的发展需求，介绍了面阵闪光、相控阵激光雷达的基本原理和典型实现方法，从液晶、光波导材料等研究方向阐述相控阵激光雷达研究现状；最后总结了目前激光雷达存在的问题及不同的解决方案，并对未来发展趋势进行了展望。 关键词：激光雷达；微机电系统；闪光；光学相控阵 中图分类号：TN249 文献标志码：A 引用格式：陈敬业，时尧成. 固态激光雷达研究进展[J]. 光电工程，2019，46(7): 190218 Research progress in solid-state LiDAR Chen Jingye, Shi Yaocheng * State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China Abstract: Light detection and ranging (LiDAR) system can be used to capture the distances and speeds of the tar-gets with high resolution and high accuracy, and can also form imaging. It is important for the applications such as mapping, and navigation, et al. This paper introduces the LiDAR solution based on micro-electromechanical system (MEMS) is a transitional scheme from mechanical one to solid-state. Meanwhile, in terms of the requirement of sol-id-state, the principles of Flash and optical phased array LiDAR are introduced in this paper. At the same time, the miniaturization trend of LiDAR is presented with optical phased array based on liquid crystal (LC) and integrated optical waveguides. At last, the performances and open issues of the solutions for LiDAR are concluded and the development trends of LiDAR are summarized with outlook. Keywords: LiDAR; MEMS; Flash; optical phased array Citation: Chen J Y , Shi Y C . Research progress in solid-state LiDAR[J]. Opto-Electronic Engineering , 2019, 46(7): 190218 1 引 言 雷达技术作为人类感知世界的“眼睛”，具备对于 人类视觉范围以外、中远距离的环境感知的能力，在 现代军事和民用领域都扮演着重要的角色[1-4]。众所周 知的毫米波雷达、微波雷达、超声波雷达等传统技术发展历程较长，技术相对成熟，激光雷达(LiDAR)相比传统雷达的工作频段，光频段的波长较短，因而可以极大提高雷达的距离分辨力、角分辨力、速度分辨力， —————————————————— 收稿日期：2019-05-05； 收到修改稿日期：2019-06-06 基金项目：国家自然科学基金资助项目(11861121002) 作者简介：陈敬业(1993-)，男，博士研究生，主要从事集成光电子器件的研究。E-mail ：jingyechen@https://www.wendangku.net/doc/a82520070.html, 通信作者：时尧成(1981-)，男，博士，教授，主要从事光通信、光互连、片上相控阵激光雷达、集成光电子器件的研究。 E-mail ：yaocheng@https://www.wendangku.net/doc/a82520070.html,