微弱激光辐射探测技术在激光告警设备中的应用

根据激光告警设备的作战对象和设备特点,分析了微弱激光探测技术应用于激光告警设备的主要限制因素,这些因素包括大视场接收和窄带光谱滤波技术之间的矛盾、光学系统通光孔径和视场角之间的矛盾、低激光重复频率的限制和激光信号的窄脉冲限制等;针对不同体制激光告警设备不同的灵敏度需求,简要介绍了在直接探测体制激光告警设备和散射截获体制激光告警设备采用的微弱激光辐射探测技术,这些技术包括低噪声探测器、低噪声光电接口电路和放大电路、双探测电路相关检测技术、大视场大相对孔径光学系统和大视场光谱滤波技术等,上述技术的应用,满足了激光告警设备的灵敏度需求。     

激光探测告警光学系统设计

为满足激光探测告警光学系统对大视场和光学增益的要求,提出了宽视场有增益光学系统。该系统工作波长范围1.06~1.54μm,全视场角60°,最大口径28mm,PIN光电探测器光敏面直径2mm。物镜采用二片式反远距结构,增大了视场和后工作距离。弯月型负透镜在前,具有平衡像差和棱镜的偏向作用;物镜后放置高折射率标准超半球型浸没透镜,满足小光敏面探测器接收。分析结果表明,系统像高0.99mm,光学增益达15.33,结构简单,可有效降低激光辐射源功率、增强探测距离。     

利用线阵CCD实现宽波段、大视场短脉冲激光波长的远场测量

介绍了一种利用线阵ＣＣＤ实现宽波段、大视场脉冲激光波长及方向远场测量的原理和实验装置；对强烈背景下激光信号的提取与处理方法进行了理论分析和实验研究，给出了系统信噪比与探测器件工作频率的理论公式；最后简要介绍了远场实验和测试结果     

太阳光下可调谐激光脉冲的波长和入射方向的实时测试和系统研究

提出了在恶劣环境条件下,应用衍射光栅测量宽波长范围可调谐脉冲激光波长和入射方向的实时测试方法,并设计了实验系统,在该实验系统中,光电传感器采用了ATMEL公司的50 MHz线阵探测器,由高速度数字信号处理器TMS320VC5509处理该传感器获得的信号,获得入射激光的波长和入射方向,实验结果表明,该系统能达到10ns的波长分辩率和1(°)的角度分辩率;该测试方法可用在相干探测激光告警接收机中.     

基于环形光电探测器的多目标探测与跟踪研究

提出并研究了基于环形光电探测器的多目标探测与跟踪技术.首先提出了一种基于6片线阵CCD的环形探测器设计.该探测器中的每一线阵CCD光学系统的光轴均通过探测器中心点,且任意两光轴之间的夹角为60°,形成具有360°视场的环形探测结构;提出了基于目标信号脉宽判据、基于目标信号水平尺度比率的复合判据,研究了适用于环形探测器的多目标快速识别与跟踪算法;建立了硬件实验系统,并进行了功能验证实验,实验结果表明:所提出的环形光电探测器及算法设计可实现多个运动目标的探测与跟踪,在目标机器视觉、虚拟现实等领域具有潜在的应用前景.     

星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学设计

根据高分辨力,大视场的要求,考虑到市售探测器的限制,提出了视场分离分光的方法,分析了视场分离分光的原理.利用此方法设计了一个星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学系统,该系统由11.42°远心离轴三反消像散(TMA)望远系统和2个Offner凸面光栅光谱成像系统组成,运用光学设计软件CODE V对高光谱成像仪光学系统进行...     

三轴紫外光学成像敏感器

设计了一种三轴紫外敏感器,解决了近地轨道大视场观测问题。通过非常规光学系统,即反射阵列组合式光学系统,将一圆型大视场分成八个子视场成像、叠加后经图像处理,为卫星提供三轴姿态信息和自主导航数据。三轴紫外敏感器标定精度为偏航小于0.05°,俯仰小于0.05°,滚动小于0.05°。研制成的工程样机,通过观星试验和利用星模拟器测试,三轴紫外敏感器可以观测到5等星;紫外波段敏感器可以作为是深空探测航天器重要敏感器之一。     

偏振编码型光纤天线激光告警机的设计

为丁在激光告警中实现全方位角度探测,并且在一定探测精度的前提下尽量使结构简单、稳定,提出了基于偏振编码的光纤天线的测量方法.该方法是通过在不同方向上放置不同起偏角的偏振片编码,再将各个方向的光纤耦合成一束,经准直透镜组射入解偏光路中,通过判断电路分析得到激光入射方向.在计算及仿真了经偏振片后激光能量的衰减,求解电路能检测到最弱激光的幅值与偏振衰减最大时激光引起的响应电流的幅值的关系,得到在激光角分辨率为30°时满足探测要求.实验显示,在初始激光功率在20～150 mW的条件下,每20°划分的偏振角度中设定最小识别电压为20 mV时,满足全方位激光方向探测的要求.     

单探测器复合轴伺服系统解耦技术的研究与实现

本文分析了单探测型复合轴系统探测器大视场与高帧频之间的矛盾以及主轴与子轴单元控制输入耦合的问题。采用智能相机控制技术,在线调整CCD探测器的工作参数,实现了探测器在捕获/粗跟踪阶段大视场与精跟踪阶段高探测帧频状态之间的切换;将PZT位置输出与脱靶量进行位置信息的合成并将该信息作为主轴控制输入以保证子轴正常工作。并对系统控制方法进行了仿真,提出根据跟踪精度作为判断系统是否解耦的方法。实验结果表明该方法消除了系统的耦合,取得了较好的控制效果。     

光谱识别与相干识别激光告警接收机评述

激光告警接收机是光电对抗的重要组成部分,在现代战争中起着重要的作用.论文以掌握的激光告警接收机的相关文献为基础,结合作者的研究情况,阐述了激光告警接收机的发展现状,重点论述了相干探测激光告警接收机的原理和性能比较,并指出了激光告警接收机的发展方向.     

亚微米电子束曝光机激光工件台系统

介绍了正在现场使用的亚微米电子束曝光机激光工件台系统，详细论述了它的技术特征，分析了影响重复测量精度的误差因素，给出了系统各部分实际检测达到的技术指标。     

A compact,automated and long working distance optical tweezer system

We demonstrate a compact, automated, long working distance optical tweezer system using a novel mechanism for controlling the position of the optical trap. Our system uses a single focusing lens with a working distance of 4.5?mm and the trapping beam is steered by moving the lens with a miniature coil-magnet assembly. The sample is imaged through a 100×?microscope objective and a CCD camera captures the magnified image. A custom image processing software detects the position of the laser beam and identifies the sample objects. This information is used to generate appropriate electrical signals to drive the coils which move the focusing lens along the desired path. The system is fairly simple and power efficient due to minimal usage of optical elements in the laser path; hence our setup is simple, low-cost and requires low optical power. Computer-generated arbitrary trapping paths and time-shared trapping patterns are successfully demonstrated. Efficient trapping of micron size spheres with laser powers as low as 1.5?mW is observed.     

High-resolution random-modulation cw lidar

A high-resolution random-modulation continuous wave lidar for surface detection using a semiconductor laser diode is presented. The laser diode is intensity modulated with the pseudorandom binary sequence. Its enhanced resolution is achieved via interpolation and a novel front-end analog technique, lowering the requirement of the analog-to-digital converter sampling rate and the associated circuitry. Its mathematical model is presented, including the derivation of the signal-to-noise ratio and the distance standard deviation. Analytical and experimental results demonstrate its capability to achieve distance accuracy of less than 2?cm within 2.6?ms acquisition time, over distances ranging from 1 to 12?m. The laser diode emits 1.4?mW of optical power at a wavelength of 635?nm.     

大尺度二维直线度测量仪的研制

研制出一种新的基于离轴成像技术的远距离、大范围二维直线度测量仪。仪器的直线基准为整形的十字线激光光束,光电二维位置敏感元件采用互相正交的线阵CCD,所设计的带有狭缝的离轴光学系统,避开激光十字线光束的能量中心,以使线阵CCD输出信号不会出现饱和现像,从而扩大了测量距离,保证了测量精度。该仪器能在0-20m测量范围连续测量二维直线度,其直线度可达0-70mm,精度优于0.1mm。实际的多次室外环境测量表明,该仪器可适应不同天气环境下的野外作业。     

Efficient single-pass third-harmonic generation from 1560 nm to 520 nm for pumping doubly-resonant OPO

A ~545 mW single-frequency tunable 520 nm green laser has been demonstrated using a periodically-poled potassium titanyl phosphate (PPKTP) bulk crystal based on single-pass third-harmonic generation (THG) of a 1560 nm laser via single-pass second-harmonic generation (SHG) followed by single-pass sum-frequency generation (SFG). In single-pass SHG, two cascaded periodically-poled magnesium-oxide-doped lithium niobate (PPMgO:LN) crystals were used, and ~3.5 W of 780.25 nm doubled laser output is produced, corresponding to maximum doubling efficiency of 26.8%. The system can provide a pump source (520 nm) for an optical parametric oscillator for two-colour entangled continuous-variable optical field generation at 1560 and 780 nm and two-colour local oscillators for homodyne detection.     

半光斑成像式多功能激光瞄准测头的研究

运用半光斑成像原理设计了一种用于三坐标测量机的多功能激光瞄准测头。详细介绍了测头的光学系统工作原理和设计思路,采用自适应控制方法实时调节激光光强使其可以适应不同光学特性表面的瞄准测量,并进行了多功能测头的重复性瞄准测量、灵敏度测量、倾角跟踪实验。实验结果表明,该测头重复性瞄准测量不确定度优于1 μm,测量灵敏度可达30 mV/μm,激光跟踪瞄准被测曲面倾角可达25°,能满足三坐标测量机的使用要求。该测头具有检测速度快、自动化程度高、瞄准精度高的特点,结合三坐标测量机或者其它测长仪器,能够实现对自由曲面进行快速精确瞄准及轮廓图像瞄准测量,具有广泛的应用前景和实用价值。     

高精度激光准直技术的研究（一）

论述了激光准直技术的发展及共性的技术关键问题，系统介绍了对单位在高精度激光准直技术方面的研究成果，从理论到实践较好地克服激光漂移，大气环境对激光准直的严重影响。研制成功的激光光纤准直仪，激光双频同轴度仪及激光旋光准直仪具有当前高精度激光准直技术的代表性，并且均达到国内外先进水平。     

Experimental evaluation of an MnBi optical memory system

An experimental optical memory system is described for evaluating the optical memory characteristics of MnBi films. The preparation procedure for obtaining large uniform films is discussed. These films require about 10 mW of laser power to write 1-μm bits and a coincident field of 600 Oe to erase them. A packing density of 1.5 × 10⁸bit/in²with a typical signal-to-noise ratio of 10 is readily achieved. Large area films have been sample tested and found to be of usable quality over 99.9 percent of the area. Test bits have been repeatedly cycled to the Curie point more than 10⁶times retaining an adequate signal-to-noise ratio.