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[发明专利]基于结构光场的三维矢量速度测量系统及测量方法-CN202011285689.9有效
发明人： 张子静;岑龙柱;赵家乐;闫茵茵 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-11-17 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01S17/58 文献下载
摘要：本发明的基于结构光场的三维矢量速度测量系统及测量方法涉及激光多维测速技术领域，目的是为了克服现有技术中对三维矢量速度的测量较为复杂且精度不高，以及实时性较差的问题，系统中的激光器发射出射激光通过空间光调制器进行多阶角动量复合调制生成调制信号，然后再照射待探测的运动目标生成回波信号；接收光学系统调节回波信号后使其穿过单向反射玻璃的背面加载至阵列探测器；且使得本振信号对准回波结构光场中心的径向多普勒效应光斑；阵列探测器探测四个横向多普勒效应光斑区域、以及径向多普勒效应光斑与本振信号的叠加区域，得到对应的每个时刻的总光强；并通过三维矢量速度解算模块根据每个时刻的总光强解算出运动目标的三维矢量速度。
基于结构三维矢量速度测量系统测量方法

[发明专利]基于轨道角动量调制的多维信息探测系统-CN202011171435.4有效
发明人： 张子静;赵家乐;岑龙柱;冯睿;宋杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-10-28 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01S17/58 文献下载
摘要：基于轨道角动量调制的多维信息探测系统，涉及激光多维信息探测技术领域；解决了目前多维信息还需要多个探测系统分别探测然后进行合成，比较繁琐复杂的问题。本发明包括信号发生器、激光器、整形模块、空间光调制器、发射光学器、接收光学器、窄带滤光片、探测器、示波器、信号处理器；信号处理器，用于对接收的n个脉冲驱动信号的到达时间以及n个回波电信号的到达时间和强度进行处理，获得目标的距离R、速度V和旋转速度Ω。本发明主要用于对有旋转特征的目标进行多维信息探测。
基于轨道角动量调制多维信息探测系统

[发明专利]基于轨道角动量调制的抗云雾后向散射激光探测系统-CN202011190623.1有效
发明人： 张子静;赵远;岑龙柱;关策;谢佳衡;黄明维;李家欢;贾凡;贺群松 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-10-30 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01S7/487 文献下载
摘要：基于轨道角动量调制的抗云雾后向散射激光探测系统，解决了现有激光探测技术抗云雾后向散射差的问题，属于复杂环境下高性能激光探测技术领域。本发明包括：激光发送装置，用于发射轨道角动量激光信号至目标；轨道角动量激光信号为中间暗四周亮的环形光斑信号；激光接收装置，用于接收目标返回的能量信号，利用返回的能量信号与后向散射噪声的差异对所述能量信号进行分选，选取优势区域的信号进行目标回波探测，所述优势区域信号为环状信号。本发明利用轨道角动量信号环状的特点，进行信号优势区域A和非信号优势区域B的划分，从而滤除B保留A，将A汇聚到探测器进行探测，实现后向散射噪声的有效滤除，实现抗云雾后向散射的激光探测。
基于轨道角动量调制云雾散射激光探测系统

[发明专利]双量子数OAM光束测量旋转速度和加速度的系统及方法-CN202011233322.2有效
发明人： 张子静;岑龙柱;闫茵茵;赵家乐 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-11-06 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G01S17/58 文献下载
摘要：双量子数OAM光束测量旋转速度和加速度的系统及方法，涉及激光雷达探测领域。本发明是为了解决现有只能测量恒定的旋转速度，不能同时测量旋转速度和旋转加速度的问题。激光器发射出的激光信号依次经过单模光纤调整、双量子数轨道角动量调制模块、光学系统准直发射，最终发射至待测旋转目标，待测旋转目标将携带着横向旋转速度和加速度信息的光反射回光学系统，光学系统将携带着横向旋转速度和加速度信息的光汇聚至分光器，依次经分光器、滤光片、探测器，最终输出一系列周期性信号，时频分析信号处理器对一系列周期性信号进行时频处理，得到一系列中频频率，根据一系列中频频率得到待测旋转目标横向旋转速度和加速度。它用于同时测量速度和加速度。
量子数 oam 光束测量旋转速度加速度系统方法

[发明专利]基于双模涡旋光束的横向速度测量方法及系统-CN202310182309.6有效
发明人： 张子静;王泓洋;赵远;张延相 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G01P3/36 文献下载
摘要：基于双模涡旋光束的横向速度测量方法及系统，属于激光测速领域，本发明为解决现有技术无法对目标横向速度的方向和大小进行准确测量的问题。本发明方法包括：S1、将激光进行空间相位调制生成1阶与4阶的双阶叠加态涡旋光束作为调制信号，其调制光场呈包括三个横向多普勒效应光斑的三瓣状结构；S2、筛选出1级衍射调制信号并由发射系统发射出去，照射至运动目标生成回波信号，回波信号包含三个横向多普勒效应光斑区域；S3、接收系统将回波信号加载至阵列探测器，获取回波光场的三个横向多普勒效应光斑区域；S4、通过示波器得到三个光斑区域每个时刻的光强时序信号，对其进行傅里叶变换，并解算出运动目标的横向速度大小和方向。
基于双模涡旋光束横向速度测量方法系统

[发明专利]基于相位屏的阵列光子轨道角动量光束量子调控系统-CN202310427378.9在审
发明人： 张子静;岑龙柱;赵远;崔成帅 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G02B27/09 文献下载
摘要：基于相位屏的阵列光子轨道角动量光束量子调控系统，属于量子调控技术领域，本发明为解决现有阵列光子轨道角动量光束的子光束之间相互重叠干涉的问题。本发明包括激光器、光束整形单元、偏振调控单元和量子态调控单元；光束整形单元，用于将激光器发生的激光光束进行空间滤波以及扩束，生成平行光束；偏振调控单元，用于将光束整形单元输出的平行光束进行偏振调控，生成水平偏振态的线偏振光束；量子态调控单元，用于将线偏振光束进行阵列光子轨道角动量调控，获得阵列光子轨道角动量光束，阵列中各子光束独立；利用本发明方法可以通过紧凑的光路产生具有独立子光束的阵列光子轨道角动量光束。
基于相位阵列光子轨道角动量光束量子调控系统

[发明专利]基于涡旋光束弥散特性的量子探测目标识别方法及系统-CN202310184568.2在审
发明人： 张子静;谢佳衡;赵远;贾凡 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01J11/00 文献下载
摘要：基于涡旋光束弥散特性的量子探测目标识别方法及系统，属于激光目标识别技术领域，本发明为解决现有激光目标识别存在探测手段单一、目标识别信息维度少的问题。本发明方法包括以下步骤：S1、使用涡旋光束作为发射光场，该涡旋光束携带特定量子数的光子轨道角动量，涡旋光束由目标表面反射时将携带目标的材质信息；S2、接收系统探测涡旋光束回波的相位分布；S3、对涡旋光束回波信号进行轨道角动量谱分析得到具有弥散特性的轨道角动量谱分布；S4、将S3获取的具有弥散特性的轨道角动量谱分布与目标轨道角动量谱特征库进行特征匹配，获取目标的材质信息，实现基于涡旋光束弥散特性的量子探测目标识别。本发明用于识别目标材质。
基于涡旋光束弥散特性量子探测目标识别方法系统

[发明专利]基于反卷积方法的穿透散射介质量子成像系统-CN202310182312.8在审
发明人： 张子静;李家欢;赵远;宋杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01N21/55 文献下载
摘要：基于反卷积方法的穿透散射介质量子成像系统，属于光学成像领域，本发明为解决量子成像受到散射介质干扰而发生图像畸变的问题。本发明包括光束发射部、光束接收部和散射介质；光束发射部发射的光束经散射介质到达成像目标表面，再从成像目标表面反射穿透散射介质，回波光束被接收光学部接收并成像；首先，光束发射部利用空间光调制器调制产生点源光束，光束接收部获得穿透散射介质量子成像系统的点扩散函数；然后，光束发射部利用空间光调制器调制产生轨道角动量光束，光束接收部获得穿透散射介质量子成像系统的畸变图像；将点扩散函数和畸变图像一起输入到反卷积模块中解算，重建出隐藏在散射介质后面的目标图像。
基于卷积方法穿透散射介质量子成像系统

[发明专利]一种同步重构矢量光模式偏振态和轨道角动量的装置及方法-CN202310270103.9在审
发明人： 张子静;张延相;赵远;王泓洋 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-20 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01J4/00 文献下载
摘要：一种同步重构矢量光模式偏振态和轨道角动量的装置及方法，属于光量子态调控与检测技术领域，本发明为解决现有单个装置中无法同步重构出光模式的偏振态和轨道角动量信息问题。本发明方案：连续激光器发射的连续光波经处理通过分束镜到达偏振分束镜；平行光经偏振分束镜被分为两束光，第一光束经空间光调制器、第二半波片、两级反射镜返回偏振分束镜反射产生相反符号轨道角动量阶数的垂直线偏振态；第二光束与第一光束共路反向传播，产生水平线偏振态，并入射到空间光调制器上产生正符号轨道角动量阶数的水平偏振态，两光束耦合传播；两光束经分束镜反射，经过第一四分之一波片产生任意偏振矢量光模式，实现同步重构矢量光模式偏振态和轨道角动量。
一种同步矢量模式偏振轨道角动量装置方法

[发明专利]阵列轨道角动量穿云透雾量子探测成像系统-CN202310210424.X在审
发明人： 张子静;黄明维;赵远;岑龙柱;李家欢 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G01S17/894 文献下载
摘要：阵列轨道角动量穿云透雾量子探测成像系统，属于云雾复杂环境中量子成像技术领域，本发明为解决现有云雾环境下的量子成像精确低的问题。本发明包括激光发送装置和激光接收装置，激光发送装置发射阵列轨道角动量激光信号至云雾环境内的目标；激光接收装置利用阵列滤噪环对能量信号进行分选，分选输出阵列轨道角动量光束回波信号和高斯分布的后向散射噪声两类信息，阵列中每个元素分选出的回波信号用于获取目标距离，阵列中每个元素分选出的后向散射噪声用于获取该元素对应位置云雾能见度，所述每个元素获取的云雾能见度用于调整阵列滤噪环中对应元素的环宽。本发明用于云雾环境下的高精度成像。
阵列轨道角动量穿云透雾量子探测成像系统

[发明专利]基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法及系统-CN202310210438.1在审
发明人： 张子静;崔成帅;赵远;岑龙柱;黄明维;李家欢 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G01S17/89 文献下载
摘要：基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法及系统，属于激光雷达技术领域，本发明为解决现有阵列涡旋光束在复杂环境下成像精度低的问题。本发明方法包括：S1、利用分束器按预设阵列分布形状将入射激光传输至空间光调制器屏上，并在空间光调制器加载预设位相全息图，获取具有不同轨道角动量分布的阵列涡旋光束；S2、阵列涡旋光束经过模拟大气湍流得到畸变阵列涡旋光束，根据原始的阵列涡旋光束的光强分布和畸变阵列涡旋光束的光强分布、采用相位恢复算法获取阵列式补偿相位分布；S3、将步骤S2获取的阵列式补偿相位分布加载至补偿相位屏中，实现对畸变阵列涡旋光束的校正，并发射至目标进行成像。本发明用于降低子光束之间的串扰。
基于轨道角动量分布补偿阵列涡旋光量子调控发射方法系统

[发明专利]一种基于遗传算法的激光雷达成像质量探测方法及系统-CN202011222485.0有效
发明人： 张子静;赵家乐;谢佳衡;岑龙柱;王志远 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-11-05 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G01S17/89 文献下载
摘要：一种基于遗传算法的激光雷达成像质量探测方法及系统，属于激光雷达探测技术领域，本发明为解决自适应光学波前矫正技术应用于长距离激光雷达成像技术中存在的问题。本发明方法为：通过遗传算法迭代演化出全局最优相位调制矩阵，将所述全局最优相位调制矩阵前馈加载至发射端的空间光调制器，对激光器输出光束进行相位调制后再发射；遗传算法以相位调制矩阵作为繁衍对象；遗传算法以能量利用率作为成本函数，遗传算法的成本函数为：通过“选择”、“交叉”、“变异”迭代演化相位屏，反馈到发射端的空间光调制器，从而抵消大气湍流的影响，提高光子计数激光雷达成像质量。
一种基于遗传算法激光雷达成像质量探测方法系统

[发明专利]微弱激光回波信号的微多普勒信息测量系统-CN202110721579.0有效
发明人： 张子静;赵远;关策;王志远;唐玉珠 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G01S17/58 文献下载
摘要：微弱激光回波信号的微多普勒信息测量系统，解决了现有无法提取微弱信号中的频率信息的问题，属于激光多普勒测速技术领域。所述系统包括：量子外差探测系统和处理器；量子外差探测系统，用于利用本振光和目标反射的信号光的相干性，将本振光与信号光的差频光信号频率与光子的时间分布进行耦合，获取光子的时间分布，发送给处理器；处理器，用于根据光子的时间分布，恢复出差频光信号频率信息，获取目标的多普勒信息和微多普勒信息。利用基于贝叶斯估计的响应时间间分布统计方法来恢复差频频率信息，所需要统计的数据量少，探测的实时性高，适合微多普勒探测需求。
微弱激光回波信号多普勒信息测量系统

[发明专利]基于相邻像元纠缠调控滤噪的光子计数激光雷达-CN202011156511.4有效
发明人： 张子静;谢佳衡;岑龙柱;赵家乐;冯睿 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-10-26 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G01S17/89 文献下载
摘要：一种基于相邻像元纠缠调控滤噪的光子计数激光雷达，属于激光雷达探测技术领域。本发明针对现有光子计数激光雷达由于探测灵敏度高而对噪声的光子敏感，造成探测结果可靠性差的问题。它借鉴量子通信编码的形式，将量子通信的纵向时间编码改为各个相邻像元的横向编码，对完全线偏振光的每个像元进行偏振纠缠调控，通过回波各个像元与调制后的光场的关联性实现信号和噪声的判断，利用相邻像元纠缠特性将信号从强背景噪声中提取出来。本发明通过回波各个像元的调制信息关联性判断信号和噪声，从而滤除噪声，提高了成像质量。
基于相邻纠缠调控光子计数激光雷达

[实用新型]一种电缆故障指示器-CN202220319724.2有效
发明人：郁寅锋;彭时雄;王聪;柴小亮;李海璇;安春亮;王彦博;梁晓晖;张子静;张子航 -专利权人：保定市炜达电力设备有限责任公司
申请日： 2022-02-17 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G01R31/58 文献下载
摘要：本实用新型公开一种电缆故障指示器，包括：第一电流采集分探头、第二电流采集分探头和电流采集主探头，第一电流采集分探头和第二电流采集分探头分别与电流采集主探头连接；第一电流采集分探头、第二电流采集分探头和电流采集主探头分别安装于高压电缆线的三相电缆上。采用本实用新型的技术方案，可就地研判下方电缆线路是否发生单相接地故障。
一种电缆故障指示器

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