1. 实验负责人：蔡志岗
2. 小组成员：

• 2020年10月26日版本（初稿）：

伴随激光器技术的不断发展，激光器在越来越多的应用场合发挥着重要的作用。激光测距是一种综合技术，涵盖了半导体物理、激光、计算机、微电子等技术，发展趋于小型化、高效化。激光测距的应用很多，例如测量地月距离、直升机测高、精密加工、航天器空间交会对接等。激光测距技术按照它的基本原理可以分为飞行时间法激光测距和非飞行时间法激光测距两大类，飞行时间法激光测距主要有脉冲法激光测距和相位法激光测距，而非飞行时间法激光测距主要就是三角法激光测距，这几种方法都有各自的优点和存在的不足。通过理解测距技术，可了解激光技术在非相干测量上的应用，了解多种激光测距技术的区别，掌握脉冲激光器、调制激光器和连续激光器在测量应用上的区别。

• 脉冲激光器特性测量实验

利用高速探测器和示波器，测量脉冲激光器的重频、脉宽、脉冲时间抖动、能量抖动等特性，是脉冲测距的基础知识，是测距误差的分析基础。

• 相位调制激光器特性测量实验

利用高速探测器和示波器，测量相位调制激光器的光强调制情况，测量不同调制频率的波形，稳定性、频率等特性，是相位测距的基础知识，是测距误差的分析基础。

• 硅光电二极管特性测量实验

• 雪崩光电二极管特性测量实验

测量并对比两种探测器的响应时间、带宽、灵敏度、信号展宽等特性，是测距实验的探测基础。

• 基于示波器的脉冲到达时间差测量

搭建简单光路，利用示波器测量两个脉冲信号上升沿的时间差，并分析该时间差的稳定性，是脉冲法测距基础。用不同的判据来定义上升沿的时间差，对比不同判据的优劣，为测距的计算和误差分析奠定基础。

• 基于示波器的调制信号相位差测量

搭建简单光路，利用示波器测量两个正弦调制信号，并测量两个信号的相位差及相位差的稳定性，是相位法测距的基础。改变信号的调制频率，找出不同频率对应的相位测距测尺，理解调制频率对测尺的影响。

• 基于CMOS阵列的光斑移动距离测量

通过改变光束的方向，利用CMOS阵列，根据像素的大小和个数，测量光斑的移动量，是三角法测距的基础。

• 基于示波器的脉冲测距实验

搭建实际脉冲测距光路，利用示波器测量主波信号和回波信号的时间差，改变待测物的距离，测量不同距离下的时间差，计算距离并与实际对比。

• 基于示波器的相位测距实验

搭建实际相位测距光路，利用示波器测量主波信号和回波信号波形，根据两个信号的相位差，计算待测物的距离。改变调制信号的频率，在不同的测尺下重复测距实验，对比不同测尺的特性，理解测尺对测距范围和精度的影响。

• 基于CMOS阵列的三角法测距实验

搭建三角法测距光路，研究Scheimpflug 条件，研究不同焦距、不同夹角对测量精度、测量范围的影响。

• 基于时间数字转换器（TDC）的高精度脉冲测距研究

使用高精度的时间时间数字转换器为计时器，进行高精度测量，时间分辨率可达75ps。

• 基于锁相放大的高精度相位测距研究

使用锁相放大算法，提高相位差的测量精度，从而提高距离测量精度。

• 远距离测距方法研究及优化设计

从各个方面考虑，设法提高测量距离的同时不降低测量精度。

光路的调节、信号的处理与分析、掌握多种测距原理、激光器的种类的认知（脉冲、调制、连续）、探测器种类的认知及特性的理解。

时间飞行法激光测距、非时间飞行法激光测距、经典计时与先进计时方法、锁相放大、激光的非相干应用。

测绘学、海洋学、大气学、精密测量学

星际测距、高空大气层物质成分测量、海底形貌测量

欢迎大家留言讨论！ — 乐永康 2019/12/05 13:01
这是讨论稿，请大家提意见。 — 蔡志岗 2020/10/27 10:24