激光对星载相机的干扰能力研究

激光辐照到卫星的星载相机光电探测器上会形成干扰光斑,该干扰光斑会使星载相机“致盲”,从而无法侦察到地面部分区域。本文以可见光波段激光辐照星载相机为例,建立了激光干扰星载相机的地面防护能力评估模型,分析了影响防护区域大小的主要因素,定量评估了激光对星载相机的地面防护效能。     

脉冲激光对星载探测器的干扰和损伤分析

该文采用高斯光束辐照半无限固体的温升模型,研究了探测器表面温升与激光干扰和损伤阈值的变化关系。发现脉冲CO2激光对探测器的干扰和损伤与脉宽无关,只与脉冲能量密度有关,探测器表面温升与入射激光脉冲能量密度成正比关系,干扰阈值比损伤阈值要低一个数量级。通过理论分析,求出了干扰和损伤星载HgCdTe探测器所需CO2激光的脉冲能量。定性分析结果表明高平均功率重频脉冲激光更容易对星载探测器造成有效干扰和永久性损伤。     

激光对天基红外系统预警卫星光电探测器的干扰效能研究

从分析预警卫星光电探测系统入手,在介绍了激光干扰光电探测器机理的基础上,研究了激光在大气传输中的衰减效应及远场激光光斑尺寸估算,建立了激光辐照星载光电探测器的远场能量密度模型,并以1.06μm激光辐照星载HgCdTe探测器为例,通过仿真计算,定量地评估了激光武器对天基红外系统预警卫星光电探测器的干扰效能。     

激光干扰远场光电探测器能量估算方法

为了研究复杂电磁环境下激光武器对抗光电精确制导武器的关键技术,综合分析了激光大气传输、大气湍流效应、探测器自身因素、激光干扰系统瞄准精度等因素对激光干扰效果的影响.以CO2激光辐照红外成像制导武器为例,研究了激光在大气中的传输特性,建立了激光有效干扰远场光电探测器时所需激光能量的估算模型,总结了形成有效干扰所需激光能量估算的一般方法,丰富了激光与光电探测器相互作用的研究,对提高复杂电磁环境下的光电对抗能力具有重要意义.     

CO2激光对长波红外HgCdTe探测器干扰的分析

激光干扰是对抗精确制导武器、保卫己方目标的重要方式.针对高功率CO2激光对某光导型长波红外HgCdTe探测器的干扰损伤进行了理论分析与实验研究.根据实验结果,利用激光辐照探测器的温升理论模型,计算了温升随辐照时间和功率的关系,并和CO2激光器辐照光导型长波红外HgCdTe探测器的实验结果进行了对比.理论和实验结果表明,此探测器的干扰阈值为16.5W/cm2,损伤阈值为126W/cm2.实验结论对研究激光干扰星载探测器技术具有一定的参考价值.     

激光主动干扰系统作用距离的估算方法

为了准确计算激光主动干扰系统的有效作用距离,综合考虑干扰过程中影响系统性能的各种因素,建立了作用距离估算模型,总结了作用距离估算的一般方法。以1.06 μm激光辐照远场某型光电探测器为例,分析了激光在大气中的传输效应,讨论了远场探测器表面光斑尺寸的计算方法及大气湍流的影响,数值模拟了作用距离与激光发射功率和大气环境之间的关系。结果表明,该方法可简易估计激光干扰系统的作用距离,为外场测试提供参照范围,为测试评估激光主动干扰系统作用距离提供了有益参考。     

10.6 μm脉冲激光对多晶硅探测器干扰损伤实验

用10.6 μm脉冲CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的干扰、损伤阈值;分析了不同干扰能量的干扰效果,研究了干扰损伤机理,依据受干扰程度对干扰等级进行了划分;通过干扰激光能量与干扰光斑面积的关系,重度饱和后探测器随时间恢复情况,探讨了各干扰等级下10.6 μm脉冲激光对红外成像系统的干扰效果。     

1064 nm激光光热效应对CCD探测器干扰实验研究

为了研究激光的光热效应对CCD探测器的干扰效应,利用1064 nm激光开展了对CCD探测器的干扰实验。实验采集数字图像的处理分析可明显观察到1064 nm激光对于CCD探测器的串扰现象。进行了激光照射CCD探测器随时间变化产生热噪声差对比实验,观察到了激光光热效应对于CCD探测器的干扰效果。实验表明CCD探测器表面温度随1064 nm激光辐照功率的升高而逐渐升高的现象,由于光热效应带来的图像热噪声明显影响到了CCD探测器的成像效果。由于硅基CCD探测器对1064 nm波长的低光电响应率,研究光热效应对CCD探测器干扰效应尤为重要。     

632 nm激光对CCD干扰效果仿真与实验研究

为解释激光对CCD探测器的干扰机理,建立了激光辐照CCD探测器的有限元仿真模型。利用波长为632 nm的激光对CCD探测器进行干扰实验,通过图像处理的方法得到了光功率与饱和干扰面积的关系曲线。建立“水桶”模型以及利用半导体PN结电子、空穴扩散理论建立有限元仿真模型,将这两个模型分别进行激光对CCD探测器干扰效果的仿真计算,得到不同光功率下的饱和干扰面积,并与实验结果对比,结果表明:“水桶”模型并未能较好地解释实验现象,而有限元模型的仿真结果与实验结果更加接近。故可利用有限元仿真模型来预测实际激光对CCD探测器的干扰效果。     

波段内激光辐照光电探测器的光热效应实验研究

以1.06μm激光为例,使用PC型HgCdTe探测器,从实验的角度全面给出探测器各种可能的激光响应结果;同时给出响应波段内激光辐照探测器时光、热各自作用及光热综合作用的实验曲线,并结合此结果以清晰直观的图像分析了波段内激光辐照光电探测器时各种响应结果的成因.研究表明:激光辐照过程中,探测器信号响应曲线是光、热综合作用的竞争结果;激光停照后,信号曲线仅反映探测器的热恢复过程;光电导探测器的光响应和热响应随工作温度的变化均存在峰值响应.探测器的工作温度、激光功率密度和辐照时间是影响探测器信号响应曲线行为的关键参数.     

“猫眼”效应在激光干扰效果实时评估中的应用

为了对非合作条件下激光干扰效果进行实时评估,根据“猫眼”效应形成原理,提出一种利用猫眼回波强度来评估激光干扰效果的新方法。分析了激光入射角、激光发射功率与距离对“猫眼”回波功率的影响,研究并实验验证了“猫眼”回波功率与光电成像系统被激光干扰效果之间的关系。结果表明,“猫眼”回波功率受激光干扰距离和干扰激光入射角影响最大, 当对抗反坦克导弹时,回波探测器离激光源的距离超过50m, 回波功率和干扰持续时间显著下降,可见“猫眼”效应原理用于激光定向干扰效果实时评估是可行的。这一结论对激光定向干扰设备技术研究具有一定的参考意义。     

一种基于激光包络调制的光电干扰方法研究

分析了现有高重频脉冲激光在光电干扰应用中的局限性,提出了一种在现有的高重频脉冲激光干扰方法的基础上,利用激光包络调制进行干扰的方法,并进行了中红外激光包络调制干扰红外热像仪的试验,试验结果表明,该方法可以有效提升激光干扰效能。     

激光脉冲时域特性与探测器响应关系探讨

针对激光与光电探测器两种相互作用方式,选择四种常见的激光脉冲波形,建立简单数学模型,计算了光电探测器接收到的激光脉冲能量和脉冲激光在探测器上的有效持续时间,并据此分析激光脉冲时域特性与光电探测器的响应关系.计算结果表明,不同的激光脉冲波形引起的光电探测器的响应会有差异,并且,相对较长的大能量激光脉冲波形可能在探测器中引起较好的作用效果.     

红外探测器脉冲激光干扰仿真

红外探测器在军事或民用上都有着广泛的应用,它主要是通过探测目标的红外辐射来实现对目标的探测。目前应用最多、最广泛的是非成像的红外探测器,即将目标看作一个点源。成像式的红外探测器正得到迅速的推广。成像式红外探测器通过探测目标的不同部分的红外辐射来实现对目标的红外成像,非成像式红外探测器对目标方位和失调角的判断是通过目标红外辐射的调制信息来实现的。本文对红外探测器干扰信号的功率和频率影响进行了数值模拟,取得了一定的结果,理论上初步清楚了脉冲激光干扰红外探测器的作用机理。     

伴飞式激光对抗卫星光电探测器干扰效能研究

为了研究天基平台激光对抗中高轨道卫星的伴飞干扰能力,建立了天基激光干扰的理论模型。首先分析了伴飞式激光干扰的特点,并分析了激光发射系统、跟踪瞄准精度、接收光学系统及探测器自身的特性,在此基础上建立了激光接收功率密度的数学模型,以最大干扰距离作为评估标准分析干扰效能。由分析可知激光干扰效能与激光功率、发散角、激光波长、干扰阈值等有关。最后以天基红外系统的扫描型探测器为例,定量分析了天基致盲干扰的干扰效能。     

星载激光告警系统虚警源辐射特性分析

针对星载激光告警系统的虚警问题,研究了星载环境下典型近红外告警探测器的辐射环境.分析了卫星环境下能够造成虚警的干扰辐射源,对各种辐射源在典型攻击激光波段的辐射特性进行了数值计算.结果表明:星载激光告警系统的主要背景辐射源为太阳和地球,在波长小于4 μm的光谱区域,太阳辐射产生的背景干扰起主要作用,而在大于4μm的波长区...     

激光对DSP卫星探测器干扰效能研究

为降低导弹预警卫星对弹道导弹预警定位能力,从分析导弹预警卫星红外探测系统入手,在介绍了激光干扰光电探测器机理的基础上,综合了激光器输出功率、激光束质量、跟踪瞄准精度和大气等因素的影响,定量地评估了激光武器对红外探测系统的饱和干扰能力,最终分别给出了一定条件下地、空、天基激光武器对DSP预警星载探测器饱和干扰能力.     

激光在高光谱相机光学系统中的传输

随着高光谱相机在工业、农业、科研、国防等众多领域的广泛应用,发展有效的对抗技术也迫在眉睫,激光有源压制干扰是当前对抗高光谱相机的一个有效手段。以双高斯光学系统为例,首先依据高斯光束q参数的传输理论,逐个分析了激光束在高光谱相机光学系统各透镜中的传输,获得了其探测器光敏面上的激光能量分布;然后研究了激光发射参数对探测器光敏面上能量分布的影响,结果表明:探测器光敏面上激光主光斑的大小随激光器对高光谱相机作用距离的增加而减小,随激光束腰尺寸的增大却是先减小后增大,整个变化过程中存在一个最小值,为实现较好的激光干扰效果,激光束腰的设计要尽量避开这个最小值。研究结果可为开展激光有效干扰高光谱成像系统试验以及激光器参数的优化设计提供理论依据和技术支持。