光腔衰荡法的单波长反射率测量实验研究

分析了反射率光腔衰荡法测量原理的近似条件,讨论了共焦腔的失调特性,计算了腔镜反射率对衰荡信号的影响。在此基础上,为减少OPO激光束的衍射损耗引入的测量误差,选择He-Ne激光作导引光,建立以共焦腔为衰荡腔的单波长反射率测量装置。利用直腔和折叠腔对腔镜和插入镜片的反射率进行了实验测量。直腔方式下测量的均方差小于6×10-6。分析表明,光腔衰荡法只适用于高反镜反射率的测量;在光路调节中采用具有对数变换功能的示波器,可以提高测量精度。     

反射率测量技术研究的进展

阐述了反射率测量中的几种典型方法,并根据测量原理将它们分成了两大类。一类是根据检测光束在待测样品上的反射次数的(单)多次反射法;另一类是基于谐振腔特性的测量方法。以相对误差或测量精度作为设计的评价标准,论述和分析了各种技术的测量原理及其优缺点,介绍了国内外反射率测量技术的发展现状及其目前的技术水平。对测量技术的发展方向进行了剖析,提出一些影响测量精度的问题。     

光热干涉检测系统的实验参数选择

为了研究实验参数对光热干涉检测结果的影响,根据等厚干涉测量原理,利用赛德倾斜像差建立了相应的光热干涉测量模型.通过对探测光源的分析,利用随机函数建立一般性光源模型,定义了光源均匀度.在此基础上通过数值模拟,对不同光源均匀性下实验现象进行仿真,分析了光源均匀性对干涉测量结果的影响.分析表明,探测光源均匀性对热吸收干涉测量结果的影响可以忽略.同时还对比分析了不同探测器接受口径对测量结果的影响.结果显示,当探测器接收口径R=0.315cm时,在0～0.6λ的光热位移内光热信号呈单调下降,而且条纹对比度相对较大.通过曲线拟合得到在弱吸收情况下光热信号与光热位移的一个简单经验公式.     

阵列透镜测量仪的设计与应用分析

为了解决500mm以上大口径光束波前的实时测量问题,设计了一种波前测量系统,即透镜阵列测量仪,其最大优点是避免了现有的H-S波前传感器所面临的大口径缩束器的加工难题。介绍了该测量系统的组成结构及其测量原理,分析了测量系统在设计中的参数选择,并根据具体的系统参数讨论了测量系统的检测性能。在此基础上,利用数值模拟对1200mm口径光束进行了波前测量的仿真实验研究,分析了测量过程中系统标定对透镜阵列测量仪的作用。仿真实验表明,透镜阵列测量仪能够实现大口径光束的波前探测。     

超高反射率测量系统的精密调试

在高反射率的精确测量中,光腔衰荡系统的调节直接影响反射率测量结果的精度.介绍了大口径超高反射率测量系统的结构及其工作原理,讨论了影响系统测量精度的因素,理论上估算的测量精度为9.1×10-6.在直腔下对该系统的性能进行了实验调试,根据衰荡波形的峰值包络线的变化趋势来调节衰荡腔的腔长;根据表荡波形中相邻奇、偶次脉冲幅值的大小对比调节衰荡光腔的腔镜角度.实验测试结果表明,系统的测量不确定度优于7×10-6,最大测量误差为1.3×10-5,与理论上预计误差在数量级上一致.     

美国运输机机载激光系统研制进展

美国运输机机载高能激光(AHEL)系统是下一代武器,能够在复杂环境中实施精确地隐秘打击。第1套实战化的机载激光武器,将在2022年进行演示试验。首先介绍了AHEL系统的应用需求、研制计划,并分析了系统结构和面临的技术挑战。其次梳理了AHEL系统的研制进展,并由系统参量评估了AHEL系统的作战性能。综合分析可知,AHEL系统采用最佳组件,通过快速原型方法,实现了激光武器系统在AC-130J飞机上的集成,并借鉴了以往机载激光计划的经验教训,降低研制风险。最后分析了其下一步的技术发展方向。     

探测器响应特性对光腔衰荡法测量结果的影响

探测器响应特性对衰荡信号的测量有很大影响。根据光束传输变换规律和信号叠加方式，只利用数据拟合，建立了探测器响应特性对衰荡信号和反射率测量结果的影响模型。通过数值运算，模拟了不同情况下衰荡信号波形的变化，进而分析了探测器响应特性对衰荡法测量结果的影响。研究表明，对于现有的数据处理方法，选择合适的探测器，能够提高测量结果的可重复测量精度；但其测量值0．990045与腔镜的真实值0．999存在差异。由此研究了测量结果随腔镜反射率的变化和数据预处理方式，提出了测量结果的两种标校途径：1)利用模拟测量结果与腔镜真实值之间的差异，从理论上对实验测试结果进行标校；2)先对衰荡波形进行梳状滤波等预处理，再用拟合法计算反射率。     

TEA CO_2序列带激光放大的同步放电实验研究

本文给出了适用于 TEA CO2 序列带激光放大的同步放电技术。根据实验结果 ,分析了在实现同步放电过程中遇到的两主放电回路的耦合及同步触发的实现条件问题 ,提出了通过在过电压条件下的触发 ,减少主放电回路的电感以及清除主放电回路的耦合的解决办法     

非中心对称像差系统的光束质量控制

为了突破元件加工工艺水平对多元件光学系统像质的限制,基于计算机辅助装调,研究了系统中元件装调姿态的优化过程.针对由两个元件组成的光学系统,利用相位屏方法,通过计算机的数值模拟,分析了非中心对称像差的光学元件之间波前像差的互补性.结果显示,经过元件装校姿态的优化调整,系统的光束质量由预期的4.916优化为1.187,显著地提高系统的最终光束质量.分析表明,这种方法可以推广到多元件系统的装调中,能进一步提高在传统计算机辅助装调后的系统光束质量.     

衰荡腔失调下的波形仿真

在高反射率的精确测量中,光腔衰荡系统的腔失调直接影响着反射率测量结果的精度。根据光束传输变换规律和信号叠加方式,利用最小二乘法进行数据拟合,建立了腔失调对衰荡波形的影响模型。通过数值运算,模拟了不同腔长失调或腔镜倾斜下衰荡信号波形的变化情况。通过比较,与实验结果吻合较好。仿真结果表明,将示波器上的衰荡波形用于衰荡腔的精密调节中,可以提高测量精度。分析给出了衰荡光腔实验调节的两个判据:1)根据衰荡波形的峰值包络线的变化趋势来调节衰荡腔的腔长;2)根据衰荡波形中相邻奇、偶次脉冲幅值的大小对比调节衰荡光腔的腔镜角度。