有源電光傳(chuan) 感係統利用激光發射的傳(chuan) 輸光場與(yu) 遠處物體(ti) 相互作用，接收係統檢測帶有物體(ti) 信息的散射光。因此，有源電光傳(chuan) 感係統類似於(yu) 微波雷達係統，不同點在於(yu) 可以工作在電磁波譜的可見光和紅外區域。由於(yu) 可見光和紅外的波長較短，有源電光係統比雷達係統具有較高的角度分辨率和精度範圍。與(yu) 無源電光係統相比，又具有控製照明的優(you) 勢，例如，控製照明可以使有源電光傳(chuan) 感係統在白天或者夜間在短波段工作，又可以很好地控製陰影效應。因此，有源電光傳(chuan) 感係統與(yu) 微波雷達相比具有良好的分辨率，與(yu) 無源電光係統相比有照明優(you) 勢。

　　這些功能結合在一起使得其應用於(yu) 新型獨特的可操作重要商業(ye) 、軍(jun) 事和情報領域。一個(ge) 理想應用的例子是與(yu) 雷達影像相比其提供的影像更接近於(yu) 人眼觀察到的影像，但是在距離方麵又遠遠超過了無源電光感應係統。三維地圖是有源電光傳(chuan) 感的一項重要商業(ye) 和軍(jun) 事應用，其提供的關(guan) 鍵信息是現有替代技術所不能提供的。預計有源電光傳(chuan) 感測量提供的全球性、三維數據庫將會(hui) 支撐民用、商用和軍(jun) 用需求的各種類型的組織地理空間信息。有源電光傳(chuan) 感係統潛在的科研、商業(ye) 、軍(jun) 事轉型應用是來自太空的風向和速度的精確映射，使天氣預報更加準確，為(wei) 飛機提供更高效的飛行路線，提高遠程武器的精確度。另外一個(ge) 實例是物美價(jia) 廉的3D圖像為(wei) 引導無人駕駛汽車或控製機器人提供必要的信息。有源電光傳(chuan) 感非常適合高敏感振動檢測，可以判斷功率是否流過變壓器或液體(ti) 是否流過管道或遠程遙控車載多少液壓缸以及是否需要補給。

　　下麵節選委員會(hui) 給出的主要結論和建議：

　　結論1-1：有源電光傳(chuan) 感利用照明控製實現無源電光傳(chuan) 感無法實現的測量。利用照明控製包括其相幹特性。

　　結論1-2：有源電光傳(chuan) 感提供了許多雷達具有的控製照明優(you) 勢，工作在更短波段，更大範圍精度和角分辨率以及更多的文字可解釋性。

　　結論2-18：有源電光傳(chuan) 感有望顯著改變商業(ye) 、軍(jun) 事和情報業(ye) 務，正如雷達在過去七十年所作的貢獻。

　　傳(chuan) 統雷達和有源電光傳(chuan) 感之間的接近類比可以作為(wei) 有源電光傳(chuan) 感發展路線的指南。雷達作為(wei) 第二次世界大戰發明的改變遊戲規則的技術，現在已經非常成熟，以新穎方式客服了各種限製，激增了範圍更廣的軍(jun) 事和商業(ye) 應用。雷達開發出來的很多種技術都與(yu) 有源電光傳(chuan) 感相類似，如先進波形合成孔徑成像漸漸地被有源電光傳(chuan) 感所應用。

　　光學有源電光傳(chuan) 感有兩(liang) 種主要類型：1) 直接檢測，直測量返回信號的強度；2)外差或相幹檢測，測量返回信號的電磁場，包括相位和強度。直接檢測可以生成類似於(yu) 無源電光傳(chuan) 感的傳(chuan) 統二維灰度圖像，而有源電光傳(chuan) 感產(chan) 生的二維灰度圖像可以提高額外的自由度，類似於(yu) 無源電光傳(chuan) 感的增強功能，也就是說，增強偏振度、顏色、時間調製。不同點在於(yu) 有源傳(chuan) 感器使用照明控製(定時、波形、頻譜特性、偏振等)，受控照明的一種結果是利用光速測量距離，利用時鍾測量往返時間，這樣很容易創建一個(ge) 區域的3D 圖像，如圖1 所示。

　　相同的時鍾可以控製檢測器的開關(guan) ，因此，隻有物體(ti) 附件範圍的後向散射被觀察到，也就是說在能力範圍內(nei) 解決(jue) 目標，隻要足夠照明達到目標並返回到傳(chuan) 感器，範圍內(nei) 輸出幹預散射。在目標前/後消除散射和混亂(luan) 是有源電光傳(chuan) 感的一項重要功能(如圖2 所示)。

雖然有源電光傳(chuan) 感傳(chuan) 輸的光子不是免費的為(wei) 係統增加了複雜度，但是其優(you) 點在於(yu) 隻要你願意投入就可以得到盡可能多的光子。在實際探測中沒有陰影，傳(chuan) 感器到任何一點的有源電光成像都有視線接觸。

　　通常，有源電光傳(chuan) 感技術利用的光具有窄波長帶，從(cong) 粗糙表麵的不同部分幹涉窄帶散射光在接收端產(chan) 生的光區和暗區稱為(wei) 斑點。斑點是很多有源電光傳(chuan) 感應用的噪聲源，但斑點又攜帶了很多可以被利用的目標信息。表麵散射和體(ti) 散射物體(ti) 都是有益的。有源電光傳(chuan) 感有著廣泛的體(ti) 散射應用，如感知風力、氣溶膠、化學和氣體(ti) 生物雲(yun) 。體(ti) 散射和表麵散射也適用於(yu) 水下。委員會(hui) 發現組成有源電光傳(chuan) 感的所有器件，包括係統架構以及與(yu) 有源電光傳(chuan) 感相關(guan) 的現象論成為(wei) 了重大任務。

　　外差檢測又稱相幹檢測，利用本地振蕩器輸出激光脈衝(chong) 的抽樣，拍打返回信號來測量相位和強度。相幹檢測甚至可以測量與(yu) 振動物體(ti) 相關(guan) 的多普勒頻移，這種技術也稱為(wei) 激光vibrometry。合成孔徑技術，如合成孔徑激光雷達(SAL)和多輸入多輸出(MIMO)技術，也采用相幹方法，因為(wei) 他們(men) 需要捕獲整個(ge) 光瞳平麵的抽樣，包括光瞳平麵相位和強度。

　　隨著感應模式的快速發展，有源電光傳(chuan) 感的組件，如激光器、探測器、光學元件及其加工也日趨完善。委員會(hui) 預計在未來十年會(hui) 不定期開發新型不可預知的應用領域，它還預測受各種需求的驅動，將會(hui) 引領全球開發此項技術。有機電光傳(chuan) 感是一個(ge) 巨大的研發領域並且在歐洲、亞(ya) 洲和美國有廣闊的應用範圍。以中國為(wei) 例，受嚴(yan) 重空氣汙染影響，該國會(hui) 很自然投資開發有源電光傳(chuan) 感設備來測量空氣汙染參數。美國在開發軍(jun) 事應用領域的有源電光傳(chuan) 感係統是處於(yu) 世界領先地位的。然而，重要的電光技術是在全球範圍內(nei) 開發的。例如，大多數的商業(ye) 繪圖和測量係統都是在美國以外生產(chan) 的，所有的DARPA 大型挑戰(2004~2005)無人駕駛車輛所用係統都是由德國SICK 公司生產(chan) 製造的，因為(wei) 該公司提供的產(chan) 品成本比較低實用性比較強。具有文獻記載，歐洲已經證實在各種軍(jun) 事有源電光傳(chuan) 感器方麵有很強的能力。許多外貿型器件激光器和探測器技術在商業(ye) 和高端有源電光傳(chuan) 感方麵比美國同行更加先進。

　　無論是商業(ye) 領域還是軍(jun) 事領域，複雜係統都需要時間和資源來開發。僅(jin) 為(wei) 軍(jun) 方開發係統需要大量資源。而商業(ye) 部門可以為(wei) 巨大的商業(ye) 利益承擔開發有源電光傳(chuan) 感的商業(ye) 成本。批量製造可以大大降低生產(chan) 成本。廉價(jia) 、大容量係統使有源電光傳(chuan) 感的自動化應用成為(wei) 遊戲規則改變者。

　　結論2-16：有源電光傳(chuan) 感的商業(ye) 應用將變得更為(wei) 廣泛，大大提高有源電光傳(chuan) 感的使用率從(cong) 而大大降低成本。

　　結論2-17：機器人，如自主車輛導航，很可能成為(wei) 有源電光傳(chuan) 感技術的重要商業(ye) 和軍(jun) 事應用。

　　結論2-19：大多數用於(yu) 軍(jun) 事和安保應用領域的有源電光傳(chuan) 感器都可以分成兩(liang) 類：(1)廉價(jia) 商用設備適應軍(jun) 事應用，或(2)為(wei) 軍(jun) 事應用開發獨特的有源電光傳(chuan) 感係統。第一類適用於(yu) 非國家行動或資源貧乏國家，第二類僅(jin) 適用於(yu) 有大量資源國家。

　　高性能、專(zhuan) 業(ye) 化的有源電光傳(chuan) 感設備和係統需要大量投資開發解決(jue) 重要的工程難題，還需要持久地部署籌備時間到現場實際係統。開發和維持大型基礎設施相關(guan) 技術是昂貴和費時的。

　　結論2-20：高端有源電光傳(chuan) 感器的開發項目涉及可觀測活動或者這些方案正在執行的指標。

　　結論2-21：廣泛的商業(ye) 可利用性為(wei) 競爭(zheng) 對手以有限資源進入有源電光傳(chuan) 感技術市場提供了便利條件。#p#分頁標題#e#

　　推薦2-1：分析師評估技術發展狀態，預測軍(jun) 事重要應用發展時間表。

　　最後一點，美國對使用其傳(chuan) 感器規定了某些特定的標準，例如，美國將不會(hui) 部署使人致盲的傳(chuan) 感器係統，在通常的交戰進攻規則下，美國也不允許不負責任的決(jue) 策者做出的無人攻擊決(jue) 定。如果一個(ge) 國家或非國家組織對電光傳(chuan) 感裝備武器係統強加的道德或政策限製很少的話，利用有源電光傳(chuan) 感將會(hui) 是一項技術突破。

　　建議1-1：為(wei) 避免技術突襲的可能性，美國情報界會(hui) 考慮有源電光傳(chuan) 感技術的所有應用，包括美國道德和政策不允許的情況。

總結思考和總體(ti) 結論及建議

　　在激光照排、寬帶敏感探測器、快速數據處理方麵取得的最新進展相結合使有源電光傳(chuan) 感檢測在測繪、定位、自控機器人、環境監測、氣象預報和情報搜集領域取得革命性的進步。該委員會(hui) 的任務是將這些領域的有源電光傳(chuan) 感集中在可以為(wei) 美國國家安全創造出技術奇跡上，委員會(hui) 得出了一下總體(ti) 結論和建議：

　　總體(ti) 結論：有源電光傳(chuan) 感技術是一項新興(xing) 技術，設計領域廣泛，包括情報、軍(jun) 事、科學和商業(ye) 領域。它有可能改變這些領域的平衡，因此也提高了其他國家研究開發有源電光傳(chuan) 感技術的興(xing) 趣，美國暫時處於(yu) 領先地位，但是在某種情況下美國也不是領導者。

　　總體(ti) 建議：美國情報屆應該積極跟蹤全球使用開發有源電光傳(chuan) 感技術情況，美國也應該積極開發有源電光傳(chuan) 感技術。