可应用于高效光电对抗的新颖结构激光谐振腔

光电设备具备的猫眼效应可以将入射的光线沿原路反射,基于这一现象,可以将该光学系统作为激光器的一个腔镜构成激光谐振腔。文中计算了猫眼效应光学系统作为激光器腔镜的等效反射率。实验中用灯泵Nd:YAG激光器,角锥棱镜和猫眼光学系统搭建了免调激光谐振腔,获得了激光振荡,激光起振的同时,在猫眼光学系统焦平面不同材质介质上留下烧痕。这种将对方光学系统作为激光器的腔镜,激光起振即摧毁的构成,可应用于光电对抗之中实现高效对抗。     

离焦状态下“猫眼”效应的实验研究

“猫眼”目标回波功率是激光主动探测系统的重要指标,可用米评估光电装备“猫眼”效应的强弱,并为探测器的优化设计提供参考。分别建立了正负离焦状态下“猫眼”目标回波功率数学模型,仿真分析了离焦量对“猫眼”目标回波功率的影响,利用搭建的激光主动探测系统及倒置的望远系统,实现了离焦状态下典型“猫眼”效应的实验。理论仿真结果与实验...     

高稳定及免调试“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的研究

提高谐振腔的稳定性一直是激光技术的一个重大问题。将“猫眼”逆向器作为反射镜,组成“猫眼”谐振腔可提高激光谐振腔的稳定性。以功率稳定性为参考指标,做了一系列对比实验来对比“猫眼”谐振腔He-Ne激光器和现有He-Ne激光器在失调特性、温度漂移方面的性能。结果表明,“猫眼”谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔和凹凹谐振腔激光器。进行了免调节“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的实验,“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的功率稳定性达到了以前各种构造的He-Ne激光器无法达到的高水平。     

空中目标的激光主动探测

文章提出对目标采用基于“猫眼效应”的激光主动探测技术进行探测。首先介绍了基 于“猫眼效应”的探测原理,推导作用距离方程,并做了可行性分析。最后通过仿真计算,证明激光主动探测技术用于无人机探测是可行的。     

地面"猫眼"目标激光探测距离分析

在光学镜头“猫眼”特性的研究中,利用“返回率”对其进行了定量描述,分析了与漫反射目标的关系．对影响激光探测距离的多个因素：目标接收距离、目标识别距离、激光光斑非均匀分布等进行了充分分析,给出了最大激光探测距离的数学模型。     

利用介质膜高反镜实现“猫眼”目标有效隐身

针对激光主动探测系统的主要工作波长为1 064nm,提出了一种利用介质膜高反镜实现"猫眼"目标隐身的方案。利用单波长介质膜高反镜的反射率特性,将介质膜高反镜与"猫眼"目标光轴以一定角度装配,推导了加载介质膜高反镜的理想"猫眼"目标回波功率模型,并给出了典型算例。通过实验方法分析了介质膜高反镜的反射率特性,修正了45°激光入射角的平均反射率值。典型"猫眼"目标的外场实验表明,在有限"牺牲"成像质量的前提下,介质膜高反镜可大大降低"猫眼"目标的"猫眼"效应,实现光电装备的有效隐身。     

激光主动侦察技术的原理研究

分析激光对“猫眼”类光学镜头的作用距离。推导出激光对“猫眼”类光学镜头的距离方程。阐述激光主动侦察原理：应用脉冲激光测距原理测量目标的距离；光学目标识别的方法包含激光回波信号强度识别法、回波信号脉宽识别法和回波信号追踪识别法。     

猫眼谐振腔在全外腔长氦氖激光器中的应用

将猫眼逆向器作为反射镜，应用在全外腔长氦氖激光器中组成猫眼谐振腔来提高激光谐振腔的稳定性，并设计了一套检测猫眼逆向器的装置。以功率稳定性为参考指标，做了一系列对比实验来研究猫眼谐振腔氦氖激光器和现有氦氖激光器在失调特性、温度漂移方面的性能差异。结果表明，猫眼谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔激光器。     

“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。     

光学系统的球差对激光主动侦察的影响

利用光学窗口“猫眼效应”进行的激光主动侦察易受光学镜头的像差的影响。通过建立球差光学系统“猫眼效应”的理论模型,并运用数值仿真计算的方法,分析了目标光学系统的球差与侦察激光的回波发散角、接收功率以及最大侦察距离等参数的关系。结果表明目标光学系统的球差会明显增大回波发散角、降低回波接收功率和减小最大侦察距离,对激光主动侦察造成不良的影响。     

离焦量对“猫眼效应”反射特性的影响

为了研究目标光学系统在焦平面反射元件离焦情况下的"猫眼效应"反射特性,采用ZEMAX光学设计及分析软件对"猫眼"目标进行建模和仿真,得出了入射激光通过"猫眼"目标后的能量通过率、后向反射激光束的发散角、远场光斑及其能量分布情况等特性,以及正负离焦量对反射特性影响的区别,并且得出在离焦情况下能够产生"猫眼效应"后向反射光所必需的入射激光束的入射角范围.结果表明,离焦量对"猫眼效应"后向反射光特性有决定性的影响,尤其是对远场光强影响较为显著,这为激光主动探测体制的探测能力分析提供了可靠性依据.     

激光主动探测系统的探测能力分析

为了能够准确获取"猫眼"光学系统激光反射回波信号方向性和发散度的信息,基于光学系统"猫眼"效应和高斯光束的变换规律,依据激光大气传输的衰减和强度闪烁特性,给出了激光主动探测系统回波能量衰减和起伏的数学模型.结合野外试验分别对焦平面光学系统和离焦光学系统的关键指标进行了工程计算、分析论证和比较,结果表明:在激光主动探测系统探测识别时,可根据回波信号强度来识别不同类型的目标:同时对激光在大气传输中能量的衰减和光强的起伏进行了工程计算和分析论证,结果表明:大气湍流会大幅度降低激光主动探测系统的探测距离.     

“猫眼效应”的物理模型及证明

本文阐述了光学系统中存在的"猫眼效应"物理模型,利用傅氏变换性质证明了"猫眼效应".当激光光束以任一角度入射至"猫眼"光学系统时,将沿入射光方向返回。对普通目标和"猫眼"目标的光学反回率作了比较。     

基于APD的“猫眼”目标主动探测系统信噪比分析

信噪比是表征激光主动探测系统性能的重要指标,通过分析雪崩光电二极管(APD)的噪声来源和离焦“猫眼”目标回波功率,建立了APD探测器的信噪比模型,分析了离焦量、目标距离、激光发散角对APD探测器信噪比的影响,并进行了数值模拟分析,结果表明:离焦量的增大会引起“猫眼”目标回波功率变小,进而使APD探测器信噪比减小;“猫眼...     

卡塞格伦镜头的猫眼效应激光反射特性

卡塞格伦(Cassegrain)及类卡塞格伦式光学镜头在光电装备中应用广泛.为了研究具备卡塞格伦式光学镜头的光电装备所特有的猫眼效应特性,采用ZEMAX光学设计分析软件建立了卡塞格伦镜头反射模型,利用物理光学传输方法仿真分析了其猫眼效应反射特性,并得出了猫眼效应可探测入射角范围.对一特定卡塞格伦镜头进行了激光辐照实验,得到了猫眼效应反射光斑图像,测试了猫眼效应绝对反射率以及反射光发散角.结果表明,当发射系统位于该卡塞格伦镜头的视场内时,可以探测到猫眼效应反射光,中心遮挡造成原路返回处光强分布中心能量降低,猫眼效应绝对反射率为11.48%,反射光发散角为3.3 mrad,按照假设条件可以满足30 km内激光主动探测的需要.     

影响激光主动探测效能的机理研究

利用猫眼效应可对光电装备进行主动探测。面对环境的复杂性,寻求提高主动探测效能的方法尤为重要。建立猫眼效应分析模型,分析影响猫眼效应回波效能的作用机理,利用入射角,离焦量等参数推导出回波能量平均照度表达式,分析制约主动探测能力的因素从而寻求提高探测概率的方法,并利用FRED进行仿真。研究表明：离焦量产生回波发散角降低回波能量;微量的入射角在不改变有效通光口径的同时可以降低回波发散角;利用探测激光波长和发散角可以弥补猫眼系统固有的离焦量从而提高探测能力;仿真结果证实了这个结论。     

半导体激光线阵弯曲矫正方法的理论分析与实验

半导体激光线阵(LDB)在制作和封装过程中会发生弯曲,从而引起发光弯曲,即"smile",这影响其在抽运固体激光和外腔半导体激光阵列线宽窄化中的使用.利用平凸柱面镜在一定程度上可矫正半导体激光线阵的"smile".通过几何光学方法对平凸柱面镜矫正半导体激光线阵的"smile"进行理论分析,利用不同焦距平凸柱面镜对不同半导体激光线阵的"smile"进行矫正,并通过ORIGIN软件对"smile"的矫正进行模拟,其结果与实验相吻合.结果显示,抛物线状"smile"矫正效果很好,相对矫正量高达90%,选择合适小焦距平凸柱面镜对"smile"矫正较明显且模拟误差小,修正透镜焦距参数可减小误差.