Дисертації з теми "LIDAR source"
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Collar, A. J. "Differential absorption lidar using an optical parametric oscillator source." Thesis, University of Southampton, 1985. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.370334.
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Cadiou, Erwan. "LIDAR DIAL multi espèces à base de sources paramétriques optiques pour la détection des gaz à effet de serre depuis l'espace." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX102/document.
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Pour estimer les puits et sources des gaz à effet de serre et améliorer les prévisions d’évolution du climat, il est nécessaire de disposer de mesures précises et continues de leurs concentrations atmosphériques à l’échelle globale. Pour consolider le réseau d’observation mondial, la mise en œuvre de systèmes lidar embarqués sur satellite pour les futures missions de sondage atmosphérique depuis l’espace est considérée comme un atout à la fois innovant et complémentaire pour les méthodes de mesure actuelles. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont porté sur le développement d’un lidar à absorption différentielle (DIAL) à partir d’une source paramétrique émettant dans la gamme spectrale 1,9 – 2,3 µm. Il s’est agi de démontrer l’aptitude de la source à être mise en œuvre pour des mesures longue portée des principaux gaz à effet de serre (CO2, H2O, CH4). Dans ce but, la source a été intégrée dans une architecture lidar dimensionnée préalablement à l’aide une modélisation numérique. L’optimisation de l’instrument s’est faite autour de deux points : le contrôle de la pureté spectrale de la source, et la maîtrise de la réponse de la chaine de détection et d’acquisition. Des mesures des trois gaz ont ensuite été réalisées depuis le laboratoire à partir du signal provenant de la rétrodiffusion des aérosols ou des nuages. Ces mesures ont servi de support pour une étude approfondie des erreurs et biais de mesure. À partir de ces travaux et en s’appuyant sur des simulations, la possibilité d’intégration de la source dans un système aéroporté a été étudiée comme étape préliminaire à la mesure spatiale. Enfin, une projection des performances d’un système satellite mettant en œuvre la source a été établieSustained and accurate greenhouse gases measurements at a global scale are required to improve the knowledge on their sources and sinks and thus increase the accuracy of climate change projections. In order to consolidate the global observation networks, spaceborne lidar systems for future earth observation missions are regarded as innovative and complementary components to the present operational measurement methods. In this context, this research work has consisted in developing a differential absorption DIAL lidar based on an optical parametric source able to emit in the 1,9–2,3 µm spectral range. The purpose was to demonstrate its ability to be implemented in long range measurements of the main greenhouse gases (CO2, H2O, CH4). Then, the laser transmitter has been integrated in a lidar architecture which was previously designed using a numerical model. Improvements and optimization of the lidar system focused on two aspects: the monitoring of the spectral purity of the emitter and the control of the detection and acquisition. Concentration measurements on the three gases have been carried out from the laboratory based on atmospheric backscattered signals from clouds and aerosol. These measurements provided a basis for the investigation of the error and bias sources. On the basis of these measurements, instrument scaling for future airborne demonstrations is discussed. Projected performances of a spaceborne instrument are also presented
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Berthomé, Quentin. "Source paramétrique infrarouge agile en longueur d'onde pour la détection à distance de substances chimiques." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASP028.
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La spectrométrie d’absorption lidar constitue une solution éprouvée pour la détection à distance d’espèces chimiques gazeuses. Pour cette application, la troisième bande de transparence de l’atmosphère (bande III), entre 8 et 12 µm, est idéale car elle contient des raies d’absorptions caractéristiques de nombreuses espèces notamment les gaz de combat et les gaz industriels toxiques. Toutefois, la réalisation d’une source cohérente impulsionnelle très largement accordable dans toute la bande 8 – 12 µm avec un spectre étroit est un défi qui n’a été que partiellement relevé. Ce travail de thèse propose de démontrer comment réaliser une telle source bande III en s’appuyant sur des travaux antérieurs. L’oscillateur maitre est un oscillateur paramétrique optique à cavités imbriquées (NesCOPO) avec un cristal d’OP-GaAs. Il est pompé par un laser Tm:YAP de pompe à 2 µm déclenché activement, et rendu accordable en longueur d’onde grâce à un réseau de Bragg en volume à pas transversalement variable. Un important effort de conception et de simulation est fourni pour garantir le fonctionnement monomode longitudinal du laser de pompe tout en maintenant sa cadence, sa puissance crête et son accordabilité. Enfin, grâce à cette source et à un dispositif de mesure en longueur d’onde par SFG entre la pompe et le signal adapté pour la mesure entre 8 et 12 µm, nous montrons expérimentalement que l’accord de la longueur d’onde de sortie d’un NesCOPO en faisant varier celle du laser de pompe est plus large et plus rapide que celui obtenu en faisant varier la température du cristal non linéaire du NesCOPOLidar absorption spectrometry is a powerful solution for remote gas detection. For this purpose, longwave infrared between 8 and 12 µm is ideal as it covers characteristic absorption bands of many gases including chemical warfare agents and toxic industrial chemicals. However, the challenge of a pulsed narrow-spectrum broadly tunable in the 8 to 12 µm range has only be partially solved. This thesis aims to demonstrate how to make such a laser source basing on previous works. The master oscillator is a nested cavity optical parametric oscillator (NesCOPO) with an OP-GaAs crystal. It is pumped with an actively Q-switched 2 µm Tm:YAP laser which has been made wavelength tunable with a transversally chirped volume Bragg grating. Important design and simulation works are made to ensure single longitudinal mode operation of the pump laser while maintaining its repetition rate and peak power and wavelength tunability. Finally, with this laser and a wavelength measurement system using pump/signal SFG to perform measurements in the 8 to 12 µm range, we experimentally show that wavelength tunability of a NesCOPO is wider and faster through pump wavelength tunning than through NesCOPO non-linear crystal temperature tunning
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Dejan, Vasić. "Model geodetskog premera savremenim akvizicionim tehnologijama." Phd thesis, Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu, 2018. https://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=106256&source=NDLTD&language=en.
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Prikupljanje prostornih podataka se danas, u projektima premera i obnovepremera, različitim projektima iz oblasti inženjerske geodezije, realizujekonvencionalnim metodama, koje najčešće obezbeđuju traženu tačnostizlaznih podataka. Sa druge strane, razvojem novih tehnologija i uređaja zaprikupljanje podataka nameću se i nove metode rada koje obezbeđujuneuporedivo veći nivo detaljnosti od konvencionalnih metoda pa veomačesto imaju prednost u odnosu na konvencionalne metode naročito uprojektima inženjerske geodezije. U disertaciji je dat predlog modelageodetskog premera savremenim akvizicionim tehnologijama koji ispunjavakriterijume kvaliteta definisane pravilnikom o premeru zemljišta i kriterijumeinženjerske geodezije.The collection of spatial data is carried out today by conventional methods,which usually provide the required accuracy of the output data in the projectsof diameter and diameter reconstruction, by various projects in the field ofengineering geodesy. On the other hand, the development of newtechnologies and data collection devices imposes new methods of work thatprovide an incomparably higher level of detail than conventional methods,and they often have an advantage over conventional, especially inengineering projects. In the dissertation, the model of geodetic diametermodel was presented with modern acquisition technologies that meets thequality criteria defined by the Land Regulations Rulebook and the criteria ofengineering geodesy.
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SCARPIGNATO, GERARDO CRISTIAN. "Design, fabrication and characterization of a optical power amplifier based on special glasses for LIDAR sources." Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2014. http://hdl.handle.net/11583/2543142.
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The objective of the present research is the study, fabrication and characterization of a power amplifier based on special glasses to be implemented as an embedded module inside a pulsed laser device with high coherence working at 1550 nm wavelength. The optical amplifier represents the second module of a laser in configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier).
The device must amplify the signal proceeding from a seed laser and allow
the propagation of the signal at high distances while maintaining the spectral characteristics of the high coherent source. The device obtained with this approach will be employed as a source for a monitoring LIDAR system, which will be installed in train monitoring portals. The results can be
extended to other applications as well, such as aeroplanes, meteorological
stations or airports. The current research work is intended to contribute to
the fabrication of compact devices that seems not be still available even in
laboratories.
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Zimnicki, James John. "Spatial Heterodyne Imaging Using a Broadband Source." University of Dayton / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1519143422981263.
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Gengembre, Cyril. "Variabilité multi-échelles de la météorologie et des aérosols en situation littorale sous influence industrielle." Thesis, Littoral, 2018. http://www.theses.fr/2018DUNK0489/document.
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Sur un site multi-influencé par des émissions urbaines et industrielles, l'analyse de la pollution aux aérosols, au voisinage des sources, requiert une connaissance multi-échelles de la dynamique atmosphérique. une campagne de mesure a été développée afin d'étudier la variabilité météorologique et micro-météorologique et l'évolution des particules, en particulier, submicroniques, sur une durée d'une année. Des oscillations de la concentration en aérosols, autour de la moyenne régionale, ont été identifiées le long du littoral dunkerquois, et attribuées aux phénomènes météorologiques locaux à proximité des industries. Des méthodes de reconnaissance et d'apprentissage supervisé, faisant appel aux mesures par anémomètre ultrasonique et aux profils verticaux du vent par lidar Doppler, ont été mises en œuvre pour établir la variabilité de phénomènes pertinents dans les événements de pollution de l'air : brise de mer, brouillard, front et tempête. L'analyse d'une base de données de six ans a permis de montrer que l’occurrence annuelle des brises de mer est corrélée à celle du nombre de journées anticycloniques. Par ailleurs, la fréquence annuelle des brouillards pourrait être liée à la concentration annuelle régionale en aérosols. L'analyse des covariances du vent a révélé deux situations contrastées, à faible et à fort flux turbulents. Le brouillard et la brise de mer, de faible flux, génèrent une pollution élevée aux PM₁, et sont le siège d'une forte concentration en aérosols organiques oxygénés (aérosols secondaires). Les situations à fort flux, favorisant les échanges verticaux, sont associées à une forte variabilité des sulfates particulaires. L'observation de longue durée a permis de mettre en évidence la construction d'épisodes de pollution particulaire, au cours de séquences de phénomènes météorologiques locaux, du fait des sources locales, mais aussi par incorporation de la pollution à plus grande échelleOn a site that is multi-influenced by urban and industrial emissions, the analysis of aerosol pollution, in the vicinity of sources, requires a multi-scale knowledge of atmospheric dynamics. A measurement campaign was developed in order to study the meteorological and micro-meteorological variability and the evolution of particles, in particular, submicronic evolution, during a one-year period.Oscillations of the aerosol concentration around the regional average were identified along the Dunkirk coastline, and were attributed to the local meteorological phenomena close to the industries. Recognition and machine learning methods using measurements by an ultrasonic anemometer and vertical wind profiles by a Doppler lidar, were implemented to define the variability of relevant phenomena in air pollution events : sea breeze, fog, front and storm. A six-years database analysis has highlighted a correlation between the annual sea breeze occurrence and the annual number of anticyclonic days. Furthermore, the annual fog frequency could be connected with the annual regional concentration of aerosols. Analysis of wind covariance revealed two contrasting situations, low-level and high-level turbulent fluxes. The fog and the sea breeze, with low-level fluxes, generate a high PM₁ pollution and are in favor of a high organic oxygenated aerosols concentration (secondary aerosols). High-level fluxes situations, favoring vertical exchanges, are associated with a large variability of sulfate aerosols. The long-term observation, made it possible to highlight the development of episodes of particulate pollution during local weather phenomena, owing to the local emissions, but also by taking into account the larger-scale pollution
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Landgren, Peter. "Den tredimensionella arkeologin : En studie om 3D-modellernas betydelse i fältet." Thesis, Umeå universitet, Institutionen för idé- och samhällsstudier, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-173368.
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Digital technologies are developing in a rapid pace and the usage of 3D is now in its experimenting phase. Many projects have been working with 3D to see how it can be used in a productive way. The use of 3D and GIS together has started to set a pattern to what 3D models are good for more than documentation in high accuracy. This essay is discussing what this relationship is being used for and if it should be place as a standard procedure in archaeological field practice. The essay is also discussing the place for 3D and digital archeology in the two biggest paradigms in archaeology. The result of this essay is showing a potentially effectiveness of the usage of 3D in excavation purposes and that 3D-GIS can make even more potential data of the models, both in field and in post-processing work. The discussion of the place for 3D models in archaeological theory is showing that digital archeology can fill the gap between processual and post-processual archaeology, therefor are a part of all paradigms or even be a part of a new paradigm, which can create a new way of interpret archaeology.
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Nilsson, Olov. "3D- modellering med LAS-data : Tester i ett licensierat- och i ett Open source-program." Thesis, Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013), 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kau:diva-72665.
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Det har blivit mer populärt att skapa 3D-modeller bland kommuner och företag idag. Det går att visualisera de flesta föremål i 3D, vilket kan skapa större tydlighet och därmed ökad förståelse. Lidköpings kommun vill kunna använda sin LiDAR-data till att visualisera byggnader samt kunna kombinera flera datalager med 3D-visualiseringar för att kunna skapa användbara karttjänster. I dagsläget finns det ingen programvara som kan skapa 3D-modeller av LiDAR-data i kommunen. Lidköpings kommun är intresserade av vilka alternativ för GIS-programvaror som finns. De programvaror som valts ut för att skapa 3D-modeller i studien är ArcGIS Pro och QGIS. ArcGIS Pro är en erkänd GIS-programvara på marknaden. Den är licensierad och kostsam. QGIS däremot är en GIS-programvara som är gratis och uppbyggd på fri källkod, vilket gör det möjligt att själv skapa algoritmer som sedan kan användas i programmet. Studien är en jämförelse mellan en programvara som är kostsam och en som är gratis. Metoden som används för att jämföra de båda programvarorna består av tre steg. Steg 1 är en programvarujämförelse, där olika påståenden ställer programvarornas kapacitet mot varandra. Steg 2 är en kontroll av lägesosäkerhet där koordinaterna av 3D-modellernas byggnadshörn jämförs med koordinater inmätta med totalstation. RMSE används för att jämföra lägesosäkerheten. Steg 3 är en visualiseringsanalys som sker igenom ett frågeformulär, vilket går ut till personer som är bekanta med GIS och 3D. Frågeformuläret ställer bilder med 3D-modeller från båda programvarorna mot varandra. Resultatet av samtliga tre steg visar, enligt metoden som har utförts, att ArcGIS Pro är den bättre programvaran. I steg 1 hade ArcGIS Pro fördelar på fem av åtta påståenden jämfört med QGIS. QGIS hade dock mindre tidsåtgång än ArcGIS Pro. I steg 2 hade ArcGIS Pro RMSE för höjd värdet; 1,617, vilket var lägre än RMSE-värdet; 1,961 i QGIS. Enligt svaren från enkäten i steg 3 bedömde ca 90 % av de svarande att ArcGIS Pro var det bättre programmet i de flesta avseenden för de avsedda ändamålen. Vissa jämförelser blev inte helt jämna. QGIS hade minst tidsåtgång för att det inte blev lika mycket felkoder som behövde undersökas som i ArcGIS Pro, även om processen för skapandet av 3D-modeller gick snabbare i ArcGIS Pro. Lägesosäkerhetsjämförelsen på höjd i ArcGIS pro var närmare de inmätta punkterna, då takmodellen skapade större tydlighet. Det blev lättare att se var taket började. I QGIS fanns det ingen takmodell, vilket gjorde det svårare att få höjden exakt.It has become more popular to create 3D models among local governments and companies today. Now it´s possible to visualize most objects in 3D, which can give an increased understanding. The local government in Lidköping wants to be able to use their LiDAR data to visualize buildings and to combine several data layers with 3D visualizations to create useful web map services. At the present, there is no software that are able create 3D models of LiDAR data at the Local government. The local government in Lidköping is interested in testing different options for modelling in 3D. Two software packages were chosen; ArcGIS Pro and QGIS. ArcGIS Pro is a GIS software that is highly acknowledged in the market. It´s licensed and can be considered expensive. QGIS is a software that is completely free to use and uses open source code, which makes it possible to create algorithms that can then be used in the program. In this view, there will be comparison between a software that is expensive and a software that is completely free. The method used to compare the two software consists of three stages. Stage 1 is a software comparison, where the software capabilities are set against each other in different scenarios. Stage 2 is an investigation of positional accuracy where the coordinates of the 3D model's building corners are compared with coordinates measured with Total Station as reference. RMSE is used to compare positional accuracy. Stage 3 is a visualization analysis that takes place through a questionnaire answered by people who are familiar with GIS and 3D. The result of all three stages, according to the method performed, shows that ArcGIS Pro is the better software. At stage 1, ArcGIS Pro won five out of eight scenarios against QGIS, though QGIS was more time efficient than ArcGIS Pro. At stage 2, ArcGIS Pro had a RMSE value for height of 1,617, which is lower than the 1,961 RMSE value that was on QGIS. At stage 3, ArcGIS Pro had over 90% of the reply rate for most of the questions, representing that ArcGIS Pro’s images were better to visualize the different scenarios. Some comparisons were not completely even though. QGIS had better time accuracy because it did not get as much errors which needed further investigations as in ArcGIS Pro. Although ArcGIS Pro’s processes for creating 3D models were faster. The positional accuracy comparison for the building’s height shows higher accuracy between ArcGIS Pro and the Total Station’s measurements. In QGIS the 3D-modell had no roof model, which made it harder to get accurate height of the building.
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DELMONTE, STEPHANE. "Etude d'une source lidar emettant a 2 microns pour la mesure simultanee de vapeur d'eau et de vent dans la basse troposphere a partir d'une plateforme spatiale." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066298.
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L'amelioration des previsions meteorologiques necessite une connaissance precise des profils de vent et des contenus de vapeur d'eau dans l'atmosphere. A cette fin, plusieurs projets de lidars embarques sur satellites sont a l'etude dans les differentes agences spatiales. Ce travail est consacre au dimensionnement de la source laser d'un lidar coherent emettant a 2 m. Cette source permettra la mesure simultanee de vapeur d'eau et de vent dans la basse troposphere, depuis l'espace. Une pre-etude de faisabilite definit les contraintes energetiques du laser (2 a 5 joules), ainsi que les principales caracteristiques temporelles et spectrales de l'emission. Compte-tenu des contraintes de spatialisation qui imposent le choix d'une technologie tout solide, deux materiaux - le tm:ho:yag et le tm:ho:ylf - adaptes au pompage par diodes, ont ete pre-selectionnes. Nous avons developpe un modele numerique decrivant le fonctionnement des sources laser utilisant ces materiaux, en nous appuyant sur les resultats d'un ensemble d'experiences de caracterisation effectuees en laboratoire. Ce modele a ensuite ete exploite pour concevoir et dimensionner une source laser capable d'emettre l'energie requise. Les meilleurs resultats sont obtenus avec le tm:ho:ylf et une emission a deux impulsions laser par impulsion de pompage. Differentes options sont proposees, qui mettent en uvre un oscillateur et une chaine de 3 amplificateurs pour le niveau 2 joules et 4 amplificateurs pour le niveau 5 joules. Le rendement energetique global approche les 5%. Nous avons, par ailleurs, effectue une premiere etape dans la maitrise des caracteristiques spatiales et spectrales en realisant un oscillateur monomode de faible energie (10 mj) adapte a la mesure du vent par lidar doppler.
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Rawle, Christopher B., and n/a. "Coherent multiwavelength sources for tropospheric aerosol lidar." University of Otago. Department of Physics, 2005. http://adt.otago.ac.nz./public/adt-NZDU20070427.114533.
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The monitoring and study of the earth�s atmosphere is becoming an increasingly important task given the current uncertainties in climate prediction. Areas where lidar has been used to further understanding of the atmosphere include monitoring of greenhouse gases, global warming, stratospheric ozone depletion, photochemical smog and aerosol photochemistry. However, the potentially severe long term effects of anthropogenic aerosols on earth�s biosphere are poorly understood. This project seeks to apply state of the art laser technology to develop an innovative multiwavelength lidar system capable of providing new information and new insights into the field of tropospheric aerosol lidar.
Several novel tunable laser and laser-like sources have been investigated and developed for the purpose of tropospheric aerosol lidar at The National Institute of Water and Atmospheric Research (Niwa), Central Otago. Multiwavelength operation in the visible and near infrared portion of the spectrum has been emphasised with the sources developed collectively spanning the wavelength interval of 400-1369 nm. The laser sources investigated were the LiF:F2+ colour centre, Titanium Sapphire (Ti:sapphire) and barium nitrate Raman lasers. In addition to the laser sources, the β-barium borate optical parametric oscillator (BBO OPO) was characterised. For each of the sources, lidar relevant aspects were studied. The results recorded include conversion efficiency with respect to the pump source, linewidth and tuning characteristics, beam quality, temporal behaviour, and device reliability and ruggedness.
It was found that the LiF:F2+ laser offered significantly lower threshold, broader tuning and higher output pulse energies than the Ti:sapphire laser in the 900-1000 nm region. The high optical gain of the LiF:F2+ medium facilitated cavity optical alignment and operation of the system. The high gain also resulted in temporal behaviour well suited to the existing Niwa lidar detection scheme. When using a 5 ns pump source, amplified spontaneous emission (ASE) was found to limit the laser tuning range and efficiency.
The barium nitrate Raman laser was based on a simple linear cavity arrangement which resulted in a compact and robust device with no moving components. The stimulated Raman scattering process offers relatively narrow linewidth laser operation at the first and second Stokes wavelengths of 1197 nm and 1369 nm respectively. This laser offered efficient operation once the high operation threshold was reached. Second harmonic generation was used to extend the number of potential lidar transmitter lines produced. The barium nitrate Raman laser possessed high beam divergence and a maximum of three discrete transmitter wavelengths.
The BBO OPO used a type I collinear signal resonant configuration. A plane-plane cavity configuration with pump reflection was found to provide simplicity of design, low threshold, highly efficient operation and output pointing stability. The BBO OPO signal wavelength could be tuned over the wavelength interval of 400-700 nm. The disadvantage of the plane cavity was high output beam divergence. However, this was successfully brought within the required limits through the use of a 40 mm long cavity in conjunction with an expanding and collimating telescope.
As a result of the study, a Tunable lidar Transmitter (TLT) system based on the BBO OPO was designed and constructed at the Physics Department. The TLT was computer-controlled using custom written software and constructed in a self contained modular manner with all required mechanical, electrical and optical components. A user manual was also written to accompany the TLT. The TLT was installed at Niwa and was successfully used to gather preliminary multiwavelength lidar data.
The TLT BBO OPO threshold occurred for a pump energy of 5.2 mJ (10.6 MW/cm2) and had a maximum slope efficiency of 53%. Signal efficiency varied from 24-41-35% over the intervals of 410-500-600 nm. A maximum signal energy of 21 mJ was obtained for a signal wavelength of 492 nm when using the maximum available pump energy of 42 mJ. OPO signal linewidth varied from 0.1-1-8 nm over the signal wavelength intervals of 400-600-700 nm. The associated OPO finesse varied between 370 and 100 as the signal wavelength was tuned over the wavelength interval of 400-600 nm. The temporal behaviour of the BBO OPO was a slowly varying function of pump energy and closely followed the temporal behaviour of the pump laser, making it well suited to the existing Italian lidar detection and timing scheme.
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Hamoudi, Thomas. "Nouveaux concepts de sources lasers et paramétriques pour lidar à absorption différentielle." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP077.
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La surveillance et le contrôle des émanations de gaz à effet de serre sur les sites industriels est une thématique majeure pour accompagner la transition écologique. Pour répondre à cette problématique, une approche est de sonder la concentration en gaz des panaches émis par les usines. Une solution d'avenir repose sur le développement d'une instrumentation de mesure lidar par absorption différentielle (DIAL), permettant d'analyser la concentration et de localiser les émanations. Dans ce contexte, l'ONERA s'est engagé dans le développement de sources paramétriques de type NesCOPO, énergétiques et accordables dans des bandes spectrales identifiées.La démocratisation d'une telle technologie nécessite le développement d'un instrument polyvalent, robuste et très compact. Pour atteindre ces objectifs, le projet mettra l'accent sur les points suivants : polyvalence et robustesse. Dans un premier temps, une étude du contrôle de la longueur d'onde du NesCOPO a été effectué. Le but étant de choisir la longueur d'onde d'émission de l'onde complémentaire de l'OPO (autour de 3,3 µm) et de la stabiliser par l’intermédiaire de la fréquence du laser de pompe. C'est le mélange de cette onde complémentaire et d'un autre laser de pompe dans des étages d'amplification paramétrique optique (OPA) qui a permis de générer une onde autour de 1,5 µm. L'accord en longueur d'onde du signal à 1,5 µm s'effectue par l’accord en longueur d’onde du laser de pompe de l'OPA. Ce laser de pompe doit donc présenter certaines spécificités en terme d'accordabilité et d'énergie. Pour cela, nous avons choisi une architecture MOPA, avec un laser à fibre accordable comme source d’injection. Une architecture d'amplification hybride à base de fibre puis de cristaux dopés ytterbium a permis d'obtenir des énergies de plusieurs mJ. Les étages à fibre optique déterminent les caractéristiques temporelles de la source (15 ns à 5 kHz). Limité par la diffusion Brillouin stimulée dans les fibres, la montée en énergie est assurée par les étages d'amplifications à base de cristaux massifs.Suite à cela, des étages d'OPA ont été mis en place, pompés par le laser de pompe accordable et injectés par l'onde complémentaire de l'OPO. Cette onde signal issue du 1er étage d’OPA a ensuite été amplifiée dans plusieurs cristaux non linéaires positionnés en cascades, délivrant au final des impulsions de l'ordre de la centaine de µJ vers 1,5 µm. L'accord en longueur d'onde de l’onde signal par le laser de pompe a été caractérisée directement puis dans le cadre d’une expérience de spectroscopie d'absorption dans l'acétylèneThe monitoring and control of greenhouse gas emissions on industrial sites is a major theme for the ecological transition. One approach to address this issue is to probe the gas concentration in plumes emitted by plants. A solution for the future is based on the development of a differential absorption lidar (DIAL) measuring instrument, which makes it possible to analyze the concentration and locate the emission of gas. In this context, ONERA is committed to the development of NesCOPO-type parametric sources, energetic and tunable in specific spectral bands.The deployment of such a technology in the field requires the development of a versatile, robust and very compact instrument. To achieve these objectives, the project will focus on the following points: versatility and robustness. As a first step, a study of the wavelength control of NesCOPO has been carried out. The aim was to choose the emission wavelength of the complementary wave of the OPO (around 3.3 µm), and to stabilize it by controlling the pump wavelength. It is the mixing of this complementary wave and another pump laser in optical parametric amplification (OPA) stages that made it possible to generate a wave around 1.5 µm. The wavelength tuning of the wave at 1.5 µm is obtained with the pump frequency of the OPA. This pump laser requires specific characteristics of tunability and energy. For this, we have chosen a MOPA architecture, with a tunable fiber laser as the injection source. A hybrid amplification architecture based on ytterbium doped fibers followed ytterbium bulk crystals allows us to obtain energies of several mJ. The fiber stages defines the temporal characteristics of the source (15 ns at 5 kHz). Limited by the stimulated Brillouin scattering, the energy rise is ensured by the bulk crystal-based amplification stages.Following this, OPA stages were set up, pumped by the tunable pump laser and injected by the complementary wave of the OPO. This signal wave from the OPA is then amplified by non-linear crystals positioned in cascades, delivering energy pulses in the order of hundred µJ. The wavelength tuning of this wave by the pump wavelength is characterized directly and by an absorption spectroscopy experiment with acetylene. This signal wave from the OPA was then amplified by non-linear crystals positioned in cascades, delivering pulses of the order of a hundred µJ
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Aubourg, Adrien. "Sources laser à fibre cristalline YAG dopée erbium et pompée par diode." Thesis, Palaiseau, Institut d'optique théorique et appliquée, 2014. http://www.theses.fr/2014IOTA0008/document.
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Parmi les nombreuses applications des sources laser, certaines nécessitent une propagation du faisceau dans l'atmosphère sur plusieurs kilomètres : télémétrie, désignation, ou encore imagerie active. Pour éviter tout risque oculaire tout en proposant de plus grandes portées, ces applications doivent faire appel à des sources laser émettant une longueur d'onde dans la gamme à sécurité oculaire autour d'un minimum local d'absorption de l'atmosphère (1550-1650 nm). De telles sources existent déjà commercialement, mais ne répondent pas aux exigences militaires de compacité, de consommation électrique, de performance et de fonctionnement sur une large gamme de température (-40°C/+60°C).Mes travaux de thèse tentent d'apporter une réponse à l'ensemble de ces exigences. Avec l'aide des partenaires industriels Fibercryst et Cilas, ils portent sur la réalisation de sources laser compactes et efficaces à fibre cristalline Er3+:YAG directement pompée par une diode laser pour des applications militaires.A l'aide d'un algorithme de simulation d'un laser Er3+:YAG déclenché passivement élaboré et affiné durant la thèse, plusieurs sources sont réalisées expérimentalement. L'étude autour des absorbants saturables pour le déclenchement passif a permis une amélioration notable des caractéristiques du faisceau.Ces recherches, dont les résultats peuvent déjà présenter un certain intérêt commercial, ouvrent la voie vers de nouvelles techniques et architectures autour des sources laser à cristaux dopés aux ions erbium pour la conception de futurs prototypes plus performantsAmong the several applications of laser sources, some requires kilometers range propagation in the atmosphere : telemetry, guidance system or active imagery. High pulse energy improves the range of the system, but may cause permanent blindness to an observer's eyes. Hence, these applications must use laser beam which wavelength are located in the eye-safe region, ideally at the local minimum of the atmosphere absorption (1550-1650 nm). Such laser sources are already commercially available, but are not suited for the demanding military needs : compacity, electrical consumption, performance and large operating temperature range (-40°C/+60°C).My work aims to develop a laser source filling these specifications. Thanks to the collaboration with the industrial partners Fibercryst and Cilas, it focuses on the design of a compact, efficient, directly diode-pumped Er3+:YAG single cristal fiber laser for military applications.With a homemade numerical simulation of a passively Q-switched Er3+:YAG laser source, many laser emitters are experimentally designed and compared. Further studies around saturable absorbers allowed sensible improvements of the output pulse energy.This work, whose results may already be commercially interesting, may lead to new technics and architectures of erbium doped solid-state laser for better prototypes
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Scarpignato, Gerardo Cristian. "Conception, fabrication et caractérisation d'un amplificateur de puissance à base de verres spéciaux pour les sources LIDAR." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT008.
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L'objectif de ce travail de recherche est l'étude, la réalisation et la caractérisation d'un amplificateur de puissance à base de verres spéciaux devant être inséré dans un dispositif laser impulsionnel à cohérence élevée opérant a la longueur d'onde de 1550 nm en configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). Il aura pour fonction d'amplifier le signal provenant d'un laser source afin de pouvoir le propager sur des distances élevées sans pour autant dégrader ses caractéristiques spectrales ou sa cohérence. Le dispositif ainsi obtenu sera utilisé comme source laser pour des systèmes LIDAR compact pouvant soit être embarqués à bord d'avions ou de voitures; soit être utilisés dans des stations météorologiques ou des aéroports. Un tel projet représente une innovation majeure dans le domaine des capteurs laser fonctionnant en espace libre. Il s'agit en effet de réaliser des dispositifs compacts qui n'existent pour l'instant pas aussi bien de façon commerciale que des les laboratoires de rechercheThe objective of the present research is the study, fabrication and characterization of a power amplifier based on special glasses to be implemented as an embedded module inside a pulsed laser device with high coherence working at 1550 nm wavelength. The optical amplifier represents the second module of a laser in configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). The device must amplify the signal proceeding from a seed laser and allow the propagation of the signal at high distances while maintaining the spectral characteristics of the high coherent source. The device obtained with this approach will be employed as a source for a monitoring LIDAR system, which will be installed in train monitoring portals. The results can be extended to other applications as well, such as aeroplanes, meteorological stations or airports. The current research work is intended to contribute to the fabrication of compact devices that seems not be still available even in laboratories
Lo scopo della presente ricerca `e lo studio, la realizzazione e la caratter-izzazione di un amplificatore di potenza a base di vetri speciali da utiliz-zare come modulo da implementare all’interno di un dispositivo laser adimpulsi ad elevata coerenza operante alla lunghezza d’onda di 1550 nm.L’amplificatore ottico rappresenta il secondo modulo di un laser in configu-razione MOPA (Master Oscillator Power Amplifier): esso ha la funzione diamplificare il segnale proveniente da un laser “seed” e permette di propa-gare il suo segnale ad elevate distanze, mantenendo tuttavia le caratteris-tiche spettrali di elevata coerenza della sorgente. Il dispositivo cos`ı ottenutosar`a utilizzato come sorgente per un sistema LIDAR di rilevazione a bordodi aerei, autoveicoli e stazioni meteorologiche o aeroporti. Questi sistemisembrano non essere ancora disponibili neanche a livello dei laboratori diricerca
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Pellegrino, Jessica. "Développement de deux instruments LIDAR multi-longueurs d'onde et multi-espèces à base de sources paramétriques." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066531/document.
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La surveillance globale de l’atmosphère et de la pollution de l’air est devenue un enjeu majeur ces dernières années afin d’estimer les conséquences des activités humaines sur notre environnement. Au cours de ces travaux de thèse, l’objectif a été de développer deux instruments LIDARs en détection directe basés sur des émetteurs multi-longueurs d’onde et multi-espèces mettant en œuvre des sources paramétriques optiques innovantes basées sur la technologie NesCOPO (nested cavity optical parametric oscillator) afin de répondre à deux applications : le suivi de la qualité de l’air sur sites industriels et le suivi des gaz à effet de serre depuis l’espace. Un premier instrument multi-espèces a été développé dans le cadre du suivi de la qualité de l’air sur sites industriels, dans la gamme spectrale 3,3 à 3,8 µm, et dédié à des mesures de concentrations moyennes le long de la ligne de visée pour des portées de l’ordre de la centaine de mètres. Une démonstration du potentiel multi-espèces de l’instrument a été réalisée en mesurant simultanément les concentrations en méthane et en vapeur d’eau atmosphériques. A partir d’une source optique existante dédiée à la mesure du dioxyde de carbone seul, un second émetteur multi-longueurs d’onde et multi-espèces a été développé dans une gamme spectrale autour de 2 µm. Son potentiel pour la mesure des gaz à effets de serre depuis l’espace a été étudié En particulier, nous avons démontré que cet émetteur permet de mesurer trois gaz atmosphériques : CO2, H2O et CH4. Une architecture globale d’instrument intégrant cet émetteur a été proposée, afin de réaliser des mesures résolues spatialement, avec des portées de quelques km. De plus, un code de simulation a été développé pour estimer les performances de cet instrument en détection directeAtmospheric global monitoring and air quality are major environmental concerns. Global monitoring of some trace and green-house gases would help to understand the consequences of human activities on our environment. The aim of this work is to develop two multi-wavelengths and multi-species direct detection lidar instruments, based on the same laser transmitter baseline approach - an innovative parametric source, the Nested Cavity optical parametric oscilator-and to target two applications: the monitoring of air quality on industrial sites and the monitoring of greenhouse gases from space. The first instrument was designed for industrial plant monitoring applications, in the 3.3-3.8µm, and allows the measurement of multi-species mean concentrations along the line of sight, over a range of around a hundred meters. This instrument was implemented for simultaneous measurements of atmospheric methane and water vapour.The second instrument targets the green-house gases measurement from space applications. In this frame, a new multi-wavelengths and multi-species emitter was developed at 2 µm for space applications. We have demonstrated that this new emitter could address three species: carbon dioxide, water vapor and methane, and studied his potential for space-borne applications.. The architecture of a complete range-resolved instrument based on this transmitter was proposed. Moreover, a numerical algorithm was developed to estimate the instrument’s performances with a direct detection scheme
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Rambaldi, Patrick. "Développement de nouvelles sources laser accordables de l'ultra-violet à l'infra-rouge pour une application lidar." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10271.
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L'essentiel du developpement laser presente dans ce rapport de these est dedie a la mise au point d'un futur lidar (light detection and ranging) infra-rouge (ir) capable de mesurer les composes organiques volatils (cov) dans la bande spectrale des 3-3,5 m. L'amelioration des qualites spectrales du laser de pompage, un saphir dope titane, a ete realisee grace a la technique classique de l'injection par diode laser. L'obtention de deux longueurs d'onde differentes, alternees, proches l'une de l'autre, et qui sont necessaires a une mesure de polluant par la technique dial (differential absorption lidar), s'est faite par modulation de l'emission de la diode. L'utilisation d'oscillateurs parametriques optiques (opo) sans accord de phase angulaire nous a permis d'atteindre le domaine du proche et moyen ir. Un important travail de caracterisation a ete fait sur les cristaux de ktp, de kta et de knbo#3. Les resultats montrent que le ktp possede aujourd'hui une qualite exceptionnelle, et que la bande spectrale 3-3,5 m d'absorption des cov est desormais atteinte avec un opo knbo#3. Parallelement a ce travail dans l'ir, de nouveau materiaux vibroniques, tous dopes en ions ce#3#+ et emettant sur une large bande spectrale directement dans l'ultra-violet (uv) ont ete testes. Le plus interessant d'entre eux, le ce:lisaf, est pompe par la quatrieme harmonique d'un nd:yag : il demontre que des sources basse energie balayables dans l'uv peuvent etre obtenues avec une technique et un cout nettement moins lourds par exemple qu'un opo pompe nd:yag double puis quadruple en frequence. Enfin, differentes campagnes de mesures lidar ont ete realisees tout au long de cette these. La plus importante d'entre elles est sans doute celle dirigee par l'ineris (institut national d'evaluation des risques industriels, verneuil-en-halatte) : les premiers tests en france de validation d'un lidar commercial, le 510 m d'elight gmbh, demontrerent le caractere operationnel de cet appareil pour la mesure de so#2.
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Pham, Cécil. "Sources laser de puissance à semi-conducteurs 1,55µm pour transmission en espace libre et applications LIDAR." Thesis, Toulouse, ISAE, 2019. http://www.theses.fr/2019ESAE0021/document.
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Les transmissions optiques en espace libre pour des liaisons satellite-satellite ou satellite-sol sont en plein essor. Les systèmes les plus performants aujourd’hui reposent sur l’utilisation de laser à état solide ou d’émetteurs en configuration Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) comprenant une source laser, un modulateur externe et un amplificateur fibré type Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA). Ces deux types de sources laser présentent plusieurs inconvénients qui peuvent être rédhibitoires dans le cadre d’applications spatiales : poids et taille élevés, sensibilité aux radiations, forte consommation de puissance. C’est sur ce constat que s’appuie ce travail de thèse qui consiste en le développement de MOPA de haute puissance à 1,5μm intégrés monolithiquement sur InP. La thèse a vu la conception de deux types de MOPAs, l’un avec des guides en arête (shallow ridge) et l’autre avec des guides enterrés (Semi-Insulating Buried Heterostructure ou SIBH). Des simulations de propagation et de mode optique ont pu valider les dessins des guides. Ces MOPAs incluent un laser DFB, un modulateur à électro-absorption et un amplificateur évasé. Plusieurs angles d’évasement ont été testés. La fabrication en salle blanche des composants a permis plusieurs développements technologiques, notamment les étapes de fabrication de MOPA et de SOA évasés en SIBH. Les MOPA shallow ridge réalisés démontrent une puissance de 380 mW en CW et un fonctionnement monomode spectral. Des mesures de S21 ont ensuite été réalisées sur des MOPA et des SOA SIBH de puissance de structure similaire aux MOPA SIBH. Ces mesures ont permis le développement d’un modèle de fonction de transfert de SOA. Le modèle basé sur des paramètres mesurables donne une excellente concordance avec les mesures et permet de trouver le temps de vie des porteurs. Des mesures de diagramme de l’oeil sur des SOA modulés directement ont été effectuées. Bien que le taux d’extinction soit faible (<1 dB), la modulation à 5 Gbps ou 10 Gbps donne un oeil ouvert, limité par la puissance du générateur de signaux numériques. Ces résultats ouvrent la voie vers la recherche de points d’opération et de configurations optimales pour des MOPA et SOA pour des applications transmissions de donnéesFree space optical transmissions for satellite-satellite or satellite-ground links are booming. The most effective transmission systems rely on the use of a solid state laser or a Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) laser emitter consisting in a laser source, an external modulator and an Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA). These emitters present several drawbacks : high weight and dimensions, high sensitivity to radiations, high power consumption. The PhD work is based on this observation and aims to develop high power MOPA emitting at 1.5μm monolithically integrated on InP.The PhD consisted in the conception of two MOPA types, one with a shallow ridge waveguide and the other with buried guides (Semi-Insulating Buried Heterostructure or SIBH). Propagation and optical mode simulations allowed us to validate the waveguide dimensions. The MOPAs include a DFB laser, an electro-optic modulator and a flared amplifier. Several taper angles are designed. The fabrication process in clean room allowed several technological achievements, especially the fabrication of SIBH MOPA and tapered SOA.We demonstrated 380 mW CW of optical power and a spectral single mode operation with the shallow ridge MOPAs. S21 measurements were also done on MOPAs and SIBH SOAs with a structure similar to the fabricated MOPAs. These measurements allowed us to develop a transfer function model for SOA. The model is based on measurable parameters and showed an excellent fit with the measurements, allowing us to find carrier lifetimes. Eye diagrams on directly modulated SOA are done. The extinction ratio i slow (<1 dB) but the eye is open at 5 Gbps and 10 Gbps, limited by the RF power of the numerical signal generator. These results pave the way to the investigation of optimal points of operation and configurations for high power MOPA and SOA for data transmission
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Isabel, Marc-André. "Estimation haute-résolution de la position de cibles en mouvement à partir du suivi du sous-espace sources et d'un estimateur statistique de 2e ordre." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/40299.
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En 1995, la technologie LIDAR fait émergence en télédétection et entraîne avec elle une nouvelle forme de concurrence dans un domaine jusqu'alors dominé par les systèmes RADAR. Contrairement à ces derniers, l'émetteur d'un LIDAR opère à des fréquences au-delà des ondes radios, habituellement dans l'infrarouge, ce qui fait qu'une détection non cohérente doit être employée et que seule l'enveloppe des signaux est récupérée, formant ainsi des signaux réels. Alors que de multiples algorithmes ont été développés au l des années pour faire le traitement des signaux captés par l'antenne-réseau d'un RADAR, aucun n'était reconnu jusqu'à présent comme étant particulièrement performant lorsque utilisé avec des signaux réels. En 2015, dans le cadre d'un projet de recherche visant à améliorer la distance et la précision de la détection des objets à l'aide d'un LIDAR, une adaptation [1] du très populaire algorithme MUSIC développé par Schmidt fut réalisée a n de pouvoir l'utiliser selon le principe du temps de vol plutôt que pour les directions d'arrivée. Cette adaptation ouvrit la voie à l'utilisation d'algorithmes statistiques, à l'origine conçus pour les signaux avec information de phase, pour des signaux réels. Malheureusement, l'application directe de ces algorithmes requiert un temps d'exécution considérable et ce, en particulier lors de la formation, du traitement et de la décomposition propre de la matrice ReXX. Par conséquent, des optimisations doivent être considérées pour être en mesure d'en faire l'implantation dans du matériel à faible coût lorsqu'il est question d'opération en temps réel. Parmi ces optimisations, c'est l'utilisation de méthodes de suivi fondées sur la notion de sous-espace qui fait l'objet de cet ouvrage. Ces algorithmes reposent sur l'idée qu'il est possible d'oublier, de façon graduelle, les données du passé au pro t des nouvelles données sans avoir à passer par la formation de la matrice ReXX à chaque fois. Ainsi, les résultats démontrent qu'une réduction de 25% à 95% du temps d'exécution est possible dans un contexte d'utilisation conjointe, mais moins fréquente, avec une méthode à complexité algorithmique plus élevée. Par ailleurs, les résultats des essais réalisés par [1] ne couvrent que les cibles stationnaires. Par conséquent, ce projet vise à étendre cette étude aux cibles en mouvement. Les résultats obtenus permettent de démontrer l'efficacité des méthodes de suivi du sous-espace pour de tels cas.In 1995, LIDAR systems emerged as a new alternative to the well-known RADAR systems for remote sensing applications. However, unlike RADAR, the operating frequency of LIDAR systems is above the radio frequencies and usually in the infrared which means that a non-coherent detection has to be used to retrieve the signal's enveloppe. While several signal processing algorithms have been developped for RADAR phased arrays, none of these algorithms are known, to this day, to be e cient when dealing with real, phaseless signals. In 2015, as part of a research project to enhance the detection precision and maximal distance of a LIDAR system, an adaptation [1] of the so-called MUSIC algorithm developped by Schmidt was realised to be used with the time-of- ight principle instead of the direction of arrival principle. Unfortunately, the direct application of the adapted algorithm was time consuming, especially the creation, processing and eigendecomposition stages of the ReXX matrix. As so, optimizations are required to allow its implementation into a low-cost system for real-time purposes. Among those optimizations, the use of subspace tracking methods will be studied in this thesis. Subspace tracking algorithms are based on the idea that instead of having to create ReXX at each data update, one can use the known data while adding the new data with a forgetting factor. The result of these optimizations is that a decrease of 25% to 95% in execution time is observed when subspace tracking is used together with a higher complexity method to initialize its parameters. The study realised by [1] was mostly done for stationary objects. This thesis aims to extend that study to non stationary objects. Results show that using subspace tracking methods is even more efficient in these cases.
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Armougom, Julie. "Nouvelles sources optiques pour la détection d’espèces chimiques dans la bande III." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT077/document.
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La spectrométrie laser d'absorption différentielle est une technique bien connue pour la détection à distance d'espèces chimiques dans l'atmosphère. À ce titre, la bande III qui s'étend entre 8 et 12 µm est une région particulièrement intéressante, car les bandes d'absorption de nombreuses espèces chimiques y sont intenses et se recouvrent peu entre elles. Afin de détecter ces espèces à distance dans la bande III, il est nécessaire de disposer de sources dont le rayonnement est fin spectralement, largement accordable, et énergétique. Les sources basées sur l'optique non linéaire du second ordre constituent la seule technologie capable de répondre à ces besoins. Dans ce travail de thèse, nous présenterons des résultats expérimentaux portant sur deux architectures de sources paramétriques permettant d'émettre un rayonnement dans la bande III adapté à la spectrométrie différentielle en configuration lidar. La première architecture consiste à émettre un faisceau directement dans la bande III grâce au pompage de cristaux non linéaire par des sources laser à 2 µm. La seconde architecture, consiste à amplifier les ondes signal et complémentaire issues d'un OPO à 2 µm, avant de les convertir dans la bande III par différence de fréquences. Ces sources sont basées sur l'association de technologies émergentes et sont susceptibles d'offrir des solutions viables au manque de sources émettant dans la bande IIILaser spectrometry by differential absorption is a well-known technique for standoff detection of chemical species in the atmosphere. The longwave infrared region (LWIR), ranging from 8 to 12 µm is particularly interesting because the absorption bands of many chemical species are intense and non-overlapping. In order to detect those species in the LWIR, there is a need for sources that are spectrally narrow, widely tunable, and delivers high energies. The sources based on second order nonlinear optics are the only technology able to meet those requirements. In this work, we will present the experimental results on two parametric architectures that allows emission in the LWIR for lidar measurements. The first one consists in emitting a beam directly in the LWIR by pumping nonlinear crystals with 2 µm pump lasers. The second architecture consists in amplifying the signal and idler beams coming from a 2 µm OPO, before converting them into the LWIR by difference frequency generation. Those sources are based on the association of new technologies and have the potential to offer a viable solution to a lack of sources emitting in the LWIR
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CAZENEUVE, HELENE. "Etude theorique et experimentale de sources laser vibroniques appliquees a la mesure de variables meteorologiques par lidar embarque." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066439.
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Le travail presente dans cette these concerne l'etude de sources laser accordables a cristaux vibroniques (alexandrite et saphir dope titane) destinees a equiper des lidars a absorption differentielle (dial) embarques sur avion et, a plus long terme, sur satellite pour la mesure de la concentration de la vapeur d'eau dans la troposphere. Ces sources doivent emettre des impulsions de plusieurs dizaines a plusieurs centaines de millijoules avec une finesse et une purete spectrales elevees, et un positionnement precis vis-a-vis des raies d'absorption de la vapeur d'eau dans le proche infrarouge. En ce qui concerne l'instrument embarque sur avion, le choix s'est porte sur la conception d'un laser alexandrite a affinement spectral intracavite comportant un systeme entierement original de commutation electro-optique de la longueur d'onde, qui permet l'emission des deux impulsions necessaires a la mesure dial a l'aide d'une source unique. Une modelisation du fonctionnement du laser a d'abord ete developpee puis validee experimentalement. Elle a permis la definition du systeme d'affinement spectral comportant un filtre de lyot et deux etalons de fabry-perot, et l'optimisation des conditions de fonctionnement. Les resultats experimentaux obtenus avec une maquette de laboratoire sont presentes et servent de base a la realisation industrielle d'un modele embarque. Les experiences spatiales, necessitant l'emission d'une energie par impulsion plus elevee avec un minimum d'energie de pompage, impliquent la mise en uvre de l'injection d'un faisceau quasi monochromatique dans un oscillateur pulse de forte puissance. Ce concept est etudie theoriquement et experimentalement dans le cas de l'alexandrite, puis etendu au cas du saphir dope titane, en termes de densite de puissance a injecter pour obtenir la purete spectrale requise par les mesures dial. Enfin, differentes configurations de sources dial spatialisables comprenant un oscillateur pilote (diode laser ou oscillateur saphir dope titane continu) et oscillateur de puissance (alexandrite ou saphir dope titane) sont proposees et discutees compte tenu des etats de developpements actuels et previsionnels de ces sources
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Correa, Silva Joan Li Guisell, and Sofia Jönsson. "Investigation of Increased Mapping Quality Generated by a Neural Network for Camera-LiDAR Sensor Fusion." Thesis, KTH, Mekatronik, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-297463.
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This study’s aim was to investigate the mapping part of Simultaneous Localisation And Mapping (SLAM) in indoor environments containing error sources relevant to two types of sensors. The sensors used were an Intel Realsense depth camera and an RPlidar Light Detection AndRanging (LiDAR). Both cameras and LiDARs are frequently used as exteroceptive sensors in SLAM. Cameras typically struggle with strong light in the environment, and LiDARs struggle with reflective surfaces. Therefore, this study investigated the possibility of using a neural network to detect an error in either sensors’ data caused by mentioned error sources. The network identified which sensor produced erroneous data. The sensor fusion algorithm momentarily excluded said sensor’s data, consequently, improving the mapping quality when possible. The quantitative results showed no significant difference in the measured mean squared error and structural similarity between the final maps generated with and without the network, when compared to the ground truth. However, the qualitative analysis showed some advantages with using the network. Many of the camera’s errors were filtered out with the neural network, and led to a more accurate continuous mapping than without the network implemented. The conclusion was that a neural network can to a limited extent recognise the sensors’ data errors, but only the camera data benefited from the proposed solution. The study also produced important findings from the implementation which are presented. Future work recommendations include neural network optimisation, sensor selection, and sensor fusion implementation.Denna studie undersökte kartläggningen i Simultaneous Localisation And Mapping (SLAM) problem, i kontexten av två sensorers felkällor. Sensorerna som användes var en Intel Realsense djupseende kamera samt en LiDAR fran RPlidar. Både kameror och LiDARs är vanliga sensorer i SLAM system, och båda har olika typer av felkällor. Kameror är typiskt känsliga för mycket starkt ljus, medan LiDARs har svårt med reflekterande ytor. Med detta som bakgrund har denna studie undersökt möjligheten att implementera ett neuralt nätverk för att detektera när varje sensor är utsatt för en felkälla (och därmed ger fel data). Nätverkets klassificering används sedan för att i varje tidssteg exkludera den sensors data som det är fel på för att förbättra kartläggningen. De qvantitativa resultaten visade ingen signifikant skillnad mellan kartorna genererade med nätverket och de utan nätverket. Dock visade den kvalitativa analysen att det finns vissa fördelar med att använda det neutrala nätverket. Manga av kamerans fel blev korrigerade när nätverket var implementerat, vilket ledde till mer korrekta kartor under kontinuerlig körning. Slutsatsen blev att ett nätverk kan bli tränat för att identifiera fel i datan, men att kameran drar mest nytta av det. Studien producerade även sekundara resultat som också redovisas. Slutligen rekommenderas optimering av nätverket, val av sensorer, samt uppdaterad algoritm för sensor fusionen som möjliga områden till fortsatt forskning inom området.
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Irma, Erdeji. "Individualni i organizacioni prediktori prosocijalnog ponašanja zaposlenih u sektoru turističkih krstarenja." Phd thesis, Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet u Novom Sadu, 2017. https://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=104680&source=NDLTD&language=en.
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Ova disertacija pruža uvid u strukturu povezanosti LMX razmene, emocionalne inteligencije i prosocijalnog ponašanja (iznad okvira radnih uloga, unutar okvira radnih uloga i kooperativnosti) zaposlenih na rečnim kruzerima. Anketno istraživanje je sprovedeno na uzorku od 270 zaposlenih na 12 luksuznih kruzera koji krstare evropskim rekama. LMX razmena i emocionalna inteligencija su se pokazali kao prediktori prosocijalnog ponašanja izvan okvira radnih uloga, unutar okvira radnih uloga i kooperativnosti. Utvrđeno je medijatorno dejstvo LMX razmene na vezu između upravljanja emocijama i prosocijalnog ponašanja unutar radnih uloga, pri čemu LMX razmena umanjuje uticaj upravljanja emocijama na ovaj domen prosocijalnog ponašanja. Takođe, LMX razmena vrši medijatornu funkciju na vezu između empatije i kooperativnosti pri čemu se uticaj empatije umanjuje. Zaključno, utvrđeno je medijatorno dejstvo LMX razmene na vezu između samosvesti i kooperativnosti pri čemu LMX razmena umanjuje uticaj samosvesti. Na osnovu ovih rezultata, prikazan je praktični i naučni doprinos istraživanja.This research provides an insight into the relationship structure of LMX exchange, emotional intelligence, and prosocial service behavior (extra-role, in-role behavior and cooperativeness) of employees in cruise industry. The survey was conducted on a sample of 270 respondents employed on twelve luxury river cruise ships that cruise European rivers. LMX exchange and emotional intelligence turned out to be predictors of extra-role, in-role behaviour and cooperativeness, whereby LMX has a mediating function on the relation between between the management of emotions and in-role behavior, where LMX reduces the impact of management of emotions. Also, LMX exchange has a mediating function on the relation between the empathy and cooperation whereby the influence of empathy is reduced. In conclusion, it was found that LMX exchange has a mediating function on the relation between the self- awareness and cooperation whereby LMX exchange reduces the impact of self-awareness. Based on these findings, both managerial and research implications are presented.
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Sobieszczyk, Steven. "Using Turbidity Monitoring and LiDAR-Derived Imagery to Investigate Sources of Suspended Sediment in the Little North Santiam River Basin, Oregon, Winter 2009-2010." PDXScholar, 2010. https://pdxscholar.library.pdx.edu/open_access_etds/176.
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The Little North Santiam River Basin is a 111-square mile watershed located in the Cascade Range of western Oregon. The Little North Santiam River is a major tributary to the North Santiam River, which is the primary source of drinking water for Salem, Oregon and surrounding communities. Consequently, water quality conditions in the Little North Santiam River, such as high turbidity, affect treatment and delivery of the drinking water. Between 2001 and 2008, suspended-sediment loads from the Little North Santiam River accounted for 69% of the total suspended-sediment load that passed the treatment plant. Recent studies suggest that much of this sediment originates from landslide activity in the basin. Using airborne Light Detection and Ranging (LiDAR)-derived imagery, 401 landslides were mapped in the Little North Santiam River Basin. Landslide types vary by location, with deep-seated earth flows and earth slumps common in the lower half of the basin and channelized debris flows prominent in the upper basin. Over 37% of the lower basin shows evidence of landslide activity compared to just 4% of the upper basin. Instream turbidity monitoring and suspended-sediment load estimates during the winter of 2009-2010 demonstrate a similar distribution of sediment transport in the basin. During a 3-month study period, from December 2009 through February 2010, the lower basin supplied 2,990 tons, or 91% of the suspended-sediment load to the Little North Santiam River, whereas the upper basin supplied only 310 tons of sediment. One small 23-acre earth flow in the lower basin, the Evans Creek Landslide, supplied 28% of the total suspended-sediment load, even though it only comprises 0.0004% of the basin. The Evans Creek Landslide is an active earth flow that has been moving episodically since at least 1945, with surges occurring between 1945 and 1955, 1970 and 1977, in February 1996, and in January 2004. Recent erosion of the landslide toe by Evans Creek continues to destabilize the slope, supplying much of the sediment measured in the Little North Santiam River. Over the last 64 years, the average landslide movement rate has been between 5 and 12 feet per year.
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Lundberg, Gustav. "Automatic map generation from nation-wide data sources using deep learning." Thesis, Linköpings universitet, Statistik och maskininlärning, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-170759.
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The last decade has seen great advances within the field of artificial intelligence. One of the most noteworthy areas is that of deep learning, which is nowadays used in everything from self driving cars to automated cancer screening. During the same time, the amount of spatial data encompassing not only two but three dimensions has also grown and whole cities and countries are being scanned. Combining these two technological advances enables the creation of detailed maps with a multitude of applications, civilian as well as military.This thesis aims at combining two data sources covering most of Sweden; laser data from LiDAR scans and surface model from aerial images, with deep learning to create maps of the terrain. The target is to learn a simplified version of orienteering maps as these are created with high precision by experienced map makers, and are a representation of how easy or hard it would be to traverse a given area on foot. The performance on different types of terrain are measured and it is found that open land and larger bodies of water is identified at a high rate, while trails are hard to recognize.It is further researched how the different densities found in the source data affect the performance of the models, and found that some terrain types, trails for instance, benefit from higher density data, Other features of the terrain, like roads and buildings are predicted with higher accuracy by lower density data.Finally, the certainty of the predictions is discussed and visualised by measuring the average entropy of predictions in an area. These visualisations highlight that although the predictions are far from perfect, the models are more certain about their predictions when they are correct than when they are not.
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Kasperski, Johan. "Confrontation des données de terrain et de l'imagerie multi-sources pour la compréhension de la dynamique des mouvements de versants." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00380467.
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Face aux menaces des grands mouvements de versants rocheux, les techniques conventionnelles de suivi ne fournissent pas une vision globale, contrairement aux techniques d'imagerie. En considérant leurs apports à la description cinématique de trois sites instables, nous montrons que (1) la corrélation d'images aériennes est une solution rapide pour une connaissance globale et multi-temporelle ; que (2) le scanner-laser terrestre apporte des informations sur les zones tourmentées et difficiles d'observation mais de manière limitée spatialement ; que (3) l'utilisation des images satellitaires haute résolution est encore inadaptée, et enfin (4) que les images terrestres de face constituent un moyen rapide, efficace et peu onéreux de suivi de sites. Concernant les sites choisis, nous montrons que le mouvement de versant de Sedrun (Suisse) subit un ralentissement constant depuis 2002 qui fait suite à une augmentation des vitesses de 150% à partir de 1990. La description précise de la cinématique, alliée à la géologie de terrain, renseigne quant à ses évolutions possibles. La zone frontale du site de Séchilienne (Isère) se translate plus qu'elle ne s'affaisse ; par les acquisitions du scanner-laser, nous démontrons la rotation vers l'aval de ses compartiments structuraux. Enfin, le site du tunnel des Cliets (gorges de l'Arly) subit une décompression difficilement visible par imagerie. Finalement, nous proposons un "guide" aux techniques d'imagerie applicables à l'auscultation de versant instable, en fonction des configurations de terrain. Enfin, l'imagerie a montré tout son potentiel et sa complémentarité avec les techniques conventionnelles de suivi des mouvements de versants.
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Daigle, Jean-François. "FILAMENTATION IN AIR. Evolution, Control and Applications." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28766/28766.pdf.
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Yadav, BKV. "Mapping species composition and structure in wet eucalypt forest using multi-source remote sensing data." Thesis, 2019. https://eprints.utas.edu.au/34651/1/Yadav_whole_thesis.pdf.
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Tasmanian wet eucalypt forests are internationally important for wood and paper production, carbon storage and biodiversity conservation. These forests contain tall eucalypts over dense understories of rainforest and wet sclerophyll species. This research was motivated by a need for tools to replace costly aerial photo interpretation (PI-type) mapping for describing forest species composition and stand structure. Overall, I aimed to develop approaches for assessing and mapping tree species distribution and forest structure of wet eucalypt forest in a 5 km by 5 km area of the Warra Supersite, Tasmania, using multi-source remote sensing data.
My first study used an airborne LiDAR-derived canopy height model (CHM) and hyperspectral imagery to classify up to five dominant tree species of the forest. I used random forest classifiers on objects generated using data segmentation under a range of scenarios. Fused CHM and Minimum Noise Fraction (MNF) datasets yielded the highest segmentation accuracy (88.71%). The fusion of hyperspectral imagery, CHM and vegetation indices produced the best classifiers (overall accuracy (OA) of 66.7%) followed by the fused dataset of MNF and CHM (OA = 66.0%). Hyperspectral imagery alone provided the lowest classification accuracy (OA = 59.0%). Accuracy for the dominant canopy species (Eucalyptus obliqua) was 90.86% for four vegetation classes and 86.11% for five classes. Classification accuracies for the important understory species, Dicksonia antarctica, were also high under the best models (~84%). Accuracies for other species were low. Thus, fused hyperspectral and LiDAR data were robust and capable of spatially discriminating several important forest species.
My second study utilised LiDAR-derived topographic attributes and mapped geological strata to develop a model for predicting three understory layers of the forest (≥2 to ≤10 m, >10 to ≤30 m and >30 to ≤50 m as proxies for the lower, middle and upper layers, respectively) using five different spatial resolutions using random forest regression. Overall, the 30 m resolution provided the best model for predicting understory layers compared to 1 m, 5 m, 10 m and 20 m resolutions. The predictive power for the upper layer was greatest (R\(^2\) = 0.82), followed by the lower layer and the middle layer. Geology had the highest variable importance score for 5 m, 10 m, 20 m and 30 m resolutions, whereas terrain position index had the highest variable importance score for 1 m resolution. This research demonstrated that LiDAR-derived topographic attributes and geology data could be used to predict the understory vegetation structure.
My third study developed robust and cost-effective approaches for predicting the densities of vertical structural layers of the forest based on multispectral satellite data and simulated operational LiDAR datasets. I assessed the robustness of forest structure models based on thirteen schemes of derivatives (vegetation indices, texture features, and topographic attributes) from three different data sources (Airborne LiDAR downscaled to operational density, WorldView-3 and Landsat-8 (OLI)) at spatial resolutions (1.60 m, 7.5 m and 30 m). Models for the upper and middle layers were better than those for the lower layer. The 30 m Landsat-8 data provided the best results for all three-pixel sizes (R2 values ranged 0.15 to 0.65). Fused data from Landsat-8 and the simulated low-density LiDAR showed modest accuracy for predicting the density of three vertical layers and could be adopted by forest managers and planners. The WorldView-3 data of 1.6 m pixel size did not produce useful models.
In conclusion, the fusion of remote sensing datasets may help assess and map woody plant species composition and structure of wet eucalypt forests with opportunities to replace the traditional, subjective and time-consuming mapping technique of aerial photo interpretation. My results highlight the potential of freely available Landsat-8 (OLI) and operational LiDAR data, and random forest machine learning techniques for predicting and mapping forest species and vertical structural layers of wet eucalypt forests. This thesis addressed data complexities, including multidimensionality and nonlinearity in multi-source data, and provided a robust approach for the assessment of wet eucalypt forest composition and structure.
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石井, 昌憲, and Shoken Ishii. "Arctic Tropospheric Aerosols Observed by Lidar during Winter Seasons at Eureka, Canada : Optical Properties and Source Regions of Aerosol layers." Thesis, 2001. http://hdl.handle.net/2237/16338.
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