高功率全固态激光器抽运耦合技术进展

综述了目前获得高功率激光输出的板条、薄片激光器以及运行于热容模式固体激光器抽运耦合方式的进展,分析了这几种固体激光器的抽运耦合技术路径,比较了各类抽运耦合方式在克服热效应方面的优缺点,展望了固体激光器抽运耦合技术的发展趋势。     

端面泵浦复合结构板条介质泵浦光束不均匀性的仿真研究

基于Zemax软件下的非序列模式（Non-Sequential Mode）光线追迹法,分别模拟复合结构板条介质泵浦端面和掺杂介质区工作端面上的光强度分布。由追迹结果可知,经过整形,在泵浦面强度分布均匀的泵浦光束经过非掺杂介质区传播到掺杂介质工作端面后光束分布均匀性大大降低。研究表明复合结构板条介质中非掺杂介质区影响了泵浦光束,即泵浦光在非掺杂介质区传播过程中发生全内反射,导致部分光束在实际工作端面的部分区域发生叠加,从而致使实际工作端面泵浦光束分布不均匀。     

端面抽运复合结构板条介质热效应分析

通过对激光二极管端面抽运板条介质工作特点的分析,从热传导方程出发,对端面抽运、传导冷却的板条介质的温度场和热应力进行了理论计算.然后,基于LAS-CAD软件的有限元分析(FEA),分别对单一板条和复合板条的温度场和热应力分布进行了数值模拟.通过模拟结果可知,采用复合结构板条介质不仅大幅降低了晶体的温度值,减小了温度分布...     

双光路合成系统光束耦合精度研究

为了增加激光干扰系统对抗光电装备的种类,提出了一种高脉冲能量高重复频率混合型激光干扰方法,并介绍了这种激光干扰方法的核心部分一双光路合成系统的工作原理.在此基础上,分析了双光路合成系统中激光发散角、光束传输距离和出射面处光斑中心距离等重要参数与远场光束耦合精度的关系.利用ZEMAX软件对双光路合成系统进行了仿真,将理论分析结果与仿真结果进行比较,两者基本吻合,从而验证了这种理论分析方法的可行性.这一结果为双光路合成系统中重要参数值的设置提供了依据.     

LD阵列封装误差对空心导管均匀性的影响

为了提高空心导管激光二极管(LD)抽运耦合系统的性能,采用理论分析和ZEMAX仿真模拟的方法研究了LD阵列封装误差对空心导管抽运耦合系统均匀性的影响.研究发现,当LD阵列中子光束经过空心导管后分割和叠加次数越多时,光束指向误差对空心导管的均匀性影响越小.在此基础上提出了空心导管LD抽运耦合系统的设计中对LD阵列光束准直的原则.结果表明,根据实际情况决定LD阵列中快慢轴方向准直后发散角的大小,以保证快慢轴方向的光束经过空心导管后能够有适当的反射和叠加次数,从而实现较高的耦合效率和抗LD阵列封装误差影响的能力.该研究可用于指导该类空心导管LD抽运耦合系统的设计.     

梯度浓度掺杂复合板条抽运分布均匀性的分析

为了提高板条介质内抽运分布的均匀性,基于LD双端抽运Nd:YAG陶瓷板条放大器设计方案,理论分析了端面抽运条件下,单一浓度掺杂和梯度浓度掺杂板条介质吸收的抽运功率密度分布情况。通过分析可知,对于单一浓度掺杂板条,会产生抽运效率与抽运吸收功率均匀性之间的相互制约问题,而采用梯度浓度掺杂板条介质,在较高的抽收效率情况下,抽运吸收功率分布更加均匀。结果表明,采用梯度浓度掺杂结构可以提高板条介质内抽运分布的均匀性。     

基于激光雷达的火箭主动漂移量测量技术

针对现有高速电视交会测量火箭漂移量受外界环境影响大和测量数据不能实时获取等问题,提出了基于激光雷达的火箭实时起飞漂移量主动测量方法。首先将激光雷达通过安装台安装在二维精密转台,在火箭发射过程中,二维精密转台带动激光雷达持续高精度跟踪扫描火箭的目标点位置,获取目标点位置对应的激光点云数据。接着,数据处理系统接收激光点云数据,拟合每一帧数据的椭圆曲线及其圆心位置,以火箭静止时椭圆圆心位置为基准位置,计算每一帧数据的椭圆圆心位置与基准位置的相对差值,确定火箭在起飞阶段的实时漂移量。最后,通过火箭发射试验验证文中提出的测量系统及测量方法,试验结果表明:在有环境干扰条件下,实时漂移量测量精度可达到3.1 cm,是目前火箭漂移量测量中精度最高的测量方法,同时可保证数据的实时性。为火箭发射的安控台提供了实时判别数据,保证了发射过程的安全。     

基于微透镜阵列的光束积分系统的性能分析

为了提升高功率固体激光器抽运光束的均匀性,研究了成像型和非成像型光束积分系统光束匀化机理。从光斑尺寸、最大入射角及光斑均匀性三个方面,详细对比了两种积分系统的性能特点。分析表明,成像型光束积分系统不但具有更好的匀化效果,相比非成像型还降低了对半导体激光器(LD)光束准直的要求,并且可调整微透镜阵列间距实现光斑尺寸的改变,拓展了系统应用范围。经实验测试,在照明范围内LD阵列光束经成像型积分系统后光斑不均匀性小于10%。     

基于微透镜阵列光束均匀化的傅里叶分析

为了提高高功率固体激光器泵浦光束的均匀性,分析了成像型和衍射型微透镜阵列匀化光束的基本原理,基于菲涅尔衍射和傅里叶变换公式,推导出了微透镜阵列焦平面上光强分布的解析表达式,比较了两种光束微透镜阵列对光束匀化的效果。同时,研究了成像型微透镜阵列子透镜的相对孔径及微透镜阵列间距对光强分布的影响。结果表明,成像型微透镜阵列具有更好地匀化效果,且子透镜孔径是影响光束均匀性最主要的因素。     

一种基于定标的红外图像非均匀性分区域校正算法

红外探测器的非均匀性问题直接影响红外成像质量和测量精度。地基红外辐射测量系统对远距离飞行目标进行成像时往往不能占满全靶面区域。为提高图像质量,提出了一种基于定标的非均匀性分区域校正算法。以靶面大小为640×512的制冷型中波红外探测器为实验对象,基于黑体定标的两点校正法,采用全靶面校正算法及本文算法进行了验证。结果表明,当成像区域小于全靶面的1/3时,分区域非均匀性校正后非均匀性误差低于0.002%。与全靶面非均匀性校正算法相比,此校正算法使非均匀度进一步降低了30%至75%不等,非均匀性误差的下降率大于30%。采用本文算法后,各区域的非均匀度进一步下降,校正目视效果进一步提高。因此该校正方法具有一定的工程应用价值。