双自由运行全保偏飞秒光纤激光器实现大范围绝对距离测量

"大规模绝对距离测量使用双自由运行全偏振保持飞秒光纤激光器" 本文报道了一种基于双自由运行、环境稳定、全偏振保持的非线性放大环镜模式锁定光纤激光器构建的稳健飞秒激光雷达（LIDAR）系统。这种设置能够实现大范围的精确距离测量，并在实际应用中展示出卓越的性能。 在光学测距技术中，精度是至关重要的。传统的激光测距方法可能受到环境因素的影响，导致测量不准确。本研究中采用的飞秒LIDAR系统克服了这些限制，利用异步光学采样方法实现了高精度的距离测量。通过这种方法，他们在80米长的地下光学隧道内测试，达到了±2微米的测距精度，覆盖范围高达65米。这一成果标志着在远距离测量领域的一个重大突破，尤其是在需要高精度但又要求系统稳定性的环境中。 此外，通过实时数据处理中的卡尔曼滤波技术，该系统的测量精度能够在200 Hz的更新速率下得以保持。卡尔曼滤波是一种优化数据处理的统计方法，能有效地滤除噪声，提高测量结果的准确性。这使得系统在快速动态监测场景中依然能提供可靠的数据。 这项工作不仅展示了飞秒激光技术在精确测距中的潜力，也为远程、高精度的LIDAR系统设计提供了新的思路。其环境稳定性、无需精确同步以及实时处理能力，使其在地质勘探、航空航天、交通监控和建筑结构健康监测等众多领域有着广泛的应用前景。 研究人员来自中国天津大学精密仪器与光电子工程学院的超快激光实验室、中国空间技术研究院的航天器系统工程研究所以及中国计量科学研究院。他们的工作对于推动激光测距技术的发展具有重要意义，为未来更高级别的自动化和智能化测量系统奠定了基础。