光电对抗系统中激光辐射探测光学系统的研究

本文以大量的实例分析研究了光电对抗系统中激光辐射探测光学系统的作用、组成及基本原理；对激光辐射探测光学系统的特点、要求和选用原则进行了较全面的总结；对目前国内外已报道的光电对抗系统中激光辐射探测光学系统进行了分类和介绍。     

光电对抗系统中激光辐射探测光学系统的研究

本文以大量的实例分析研究了光电对抗系统中激光辐射探测光学系统的作用、组成及基本原理；对激光辐射探测光学系统的特点、要求和选用原则进行了较全面的总结；对目前国内外已报道的光电对抗系统中激光辐射探测光学系统进行了分类和介绍。     

激光引信大视场小型化发射光学系统设计

由于受系统体积限制，目前激光引信大视场探测方式无法满足小型化结构简单的需求。针对激光引信弧矢方向无漏探测、子午方向窄视场探测的技术要求，提出了一种小型化大视场激光引信发射光学系统的设计方法，采用由三个管芯线型阵列排布的隧道结半导体激光器作为发射光源，合理选择光学视场空间布局方式，设计了三象限扇形轮流发射方式激光引信发射光学系统，其特点在于体积小、视场大、结构合理，装调简单，单路发射光学系统体积为8 mm8.2 mm15 mm，单路弧矢方向探测视场达120。设计的发射光学系统能够满足弹径为70 mm的便携式防空导弹激光引信大视场目标探测要求，解决了周视激光引信小型化的需求问题。     

对微弱激光辐射的探测

由于面临越来越严重的激光制导武器的威胁，对来袭威胁进行早期预警日趋重要。概要介绍了微弱激光辐射探测技术国外研究现状及发展趋势。对微弱激光辐射探测关键技术进行了研究探讨。     

宽视场有增益光学系统设计

从激光探测告警光学系统的视场和光学增益出发,分析了浸没透镜的光学增益和像差特性。针对激光告警设备设计了宽视场有增益光学系统:视场角30°,光学增益可达20倍以上,结构简单,对降低激光辐射源功率、增强探测距离有一定的意义,经分析该方案可行。     

钠激光导星的饱和效应分析

针对自适应光学系统波面探测的应用需求,从平衡态和非平衡态的角度讨论了钠激光导星的回光强度。利用热平衡态下的状态方程,分析了平衡态时因入射信标激光增强所导致的钠激光导星饱和效应问题。结果表明,原子分数随辐射功率谱密度的增强而增大,其变化速率的下降是钠激光导星回光效率降低的根本原因。分析了信标激光器线宽、探测装置子孔径大小、积分时间对共振荧光回光探测的影响,模拟计算并得到了特定条件下能够满足自适应光学系统波面探测的信标激光器功率指标要求。     

激光定距引信远场光斑的压缩整形

针对激光定距引信的小型化激光发射系统远场光斑过大、探测距离偏近的问题展开研究。利用几何光学原理对激光定距引信的发射光学系统进行设计,采用非球面透镜与变形棱镜组合实现引信远场光斑的压缩整形,并通过ZEMAX 光学软件仿真优化和光斑试验。仿真试验结果表明,发射光束经过光学系统后,500m处的激光光斑直径被压缩到10 mm 且呈圆对称形状,准直效果显著优于柱透镜光学系统,使原有小型化、低功耗的激光定距引信探测距离明显增大。     

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.     

远程激光拉曼光谱探测系统前置光学系统设计

为实现远程物质高空间分辨力的拉曼光谱探测,设计了共孔径远程激光拉曼光谱探测系统的前置光学系统。光学系统采用共孔径结构,实现了激光发射系统、拉曼光收集系统及微区成像系统的共孔径、共光轴。设计的光学系统能够对激光进行聚焦以缩小激光光斑尺寸,使系统具有优于0.125 mrad的空间分辨率。该拉曼光收集透镜有效通光口径为50 mm,拉曼散射光在耦合透镜焦平面上的像高小于25m,可以与50m狭缝宽度的光谱仪进行空间光耦合,也可使用50m芯径的光纤来耦合光学系统与光谱仪。该系统可用于远距离物质的激光聚焦、拉曼光谱探测及微区成像。     

基于阵列激光导星的自适应光学波前探测数值仿真

为克服当前波前探测技术存在的固有问题,提出了一种基于阵列激光导星（Laser Guide Star,LGS）的自适应光学系统。该系统可以有效消除聚焦非等晕效应的影响从而提高系统的波前探测精度,由此大幅度增大激光导星自适应光学系统的大气湍流探测范围,从而降低自适应光学系统对导星亮度的要求。阐释了该系统的闭环工作过程,并依据其工作过程建立仿真模型,数值仿真了该系统基于阵列激光导星的波前探测过程。最后对重构波前精度进行评估,分析了仿真存在的误差。数值仿真结果显示:该系统的波前重构精度较好,校正残差为11%,初步验证了利用阵列激光导星进行波前探测的可行性。     

色差对猫眼系统回波影响的理论与实验

利用光学窗口"猫眼效应"进行的激光主动探测易受探测激光波长的影响.建立透射式光学系统猫眼效应的色差理论模型,分析了由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配所产生的色差对激光主动探测的影响,并设计实验对理论分析结果进行验证.结果表明:由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配产生的色差,使猫眼系统的焦点发生偏移,导...     

激光导引星非等晕性的限制

在利用激光导引星的自适应光学系统中，焦距非等晕性是对自适应光学系统性能的主要限制，利用湍流探测配置的孔径滤波函数导出了剩余波前畸变方差．并依此导出了成像系统的有效直径ｄ０，根据昆明和兴隆实测的大气湍流模型对ｄ０进行了计算，说明了校正平移和倾斜对自适应光学系统的重要性。     

水下目标的激光双波段探测技术

研究了一种采用蓝绿波段激光、红外波段激光相结合的水下双波段激光探测技术,分析了红外波段激光击穿水辐射声波应用于水下探测的基本模式、探测特点及声信号的激发机理,实验研究了激光声信号的强度、波形、频谱等特性.实验结果表明,双波段激光复合探测模式可将空中光信道、水中声信道结合起来,具有强大的技术优势;激光声信号应用于水下探测,具有优良的脉冲特性及频谱特征.研究结果有助于推动激光在海洋中的探测应用.     

海底地貌激光探测仪

很多研究工作如地球表面、破冰的田野、海底的地图绘制和海浪参数的测量等,划分两种环境界限要用激光探测法。在强漫反射介质(水、大气圈的薄雾)的环境中使用激光仪器时,采用模拟调幅辐射的激光探测法干扰小。因此,常在三角测量的角度测量中采用。本文研究制作用于测量强漫反射介质环境下模拟调幅辐射的激光仪器的可能性。探测海底时,该仪器的接收光学系统所接收到的辐射功率为:     

近距离脉冲激光探测接收和处理

针对几十米到几百米区间的目标探测,提出了近距离脉冲激光探测接收和处理的一种设计方案。对探测接收光学系统和自动增益控制曲线进行了详细设计,对双透镜组合焦距进行了分析计算,并采用软件仿真方法对接收光学系统进一步验证优化;在自动增益控制曲线设计中,针对AD558芯片特点,阐述CPLD芯片中自动增益控制电路和放大电路的设计,并对自动增益控制曲线电路进行了仿真。试验证明探测效果较好。     

基于CPLD和DSP的激光探测技术

在比较3种激光探测技术优缺点的基础上,选择技术相对成熟的光谱识别非成像型激光探测方案.针对其信号处理能力弱的缺点,采用CPLD和DSP作为信号处理芯片,通过相应的软件算法来提高信号处理能力.采用10路双通道光学系统,可实现1.06μm和1.54μm双波段、360°探测.为满足高探测概率、低虚警概率的要求,采用了二元相关探测技术.     

基于APD激光窄脉冲探测系统的研究

激光窄脉冲探测系统主要是由发射和接收两部分组成,小功率的激光窄脉冲信号比较微弱,所以提高光增益增加探测效率是亟待解决的。传统的解决手段是选择灵敏的光电探测器件,后续经过放大电路进行解决。这里采用具有内部增益的雪崩二极管作为光敏元件,在此基础上增加光学系统,使探测前就进行放大处理,进而有效地提高探测效率。     

偏振态脉冲激光辐射的微孔加工

文中讨论了偏振态脉冲激光辐射微孔加工的一些实验。首次发现了偏振态激光打孔具有的独特优势一良好圆度、边缘光洁整体和较高的重复性;分析了其原因,同时对偏振态脉冲激光辐射影响微孔质量（孔形、孔深、锥度、人口孔径）的一些因素,如泵浦能量、光阑的选择及其大小,光学系统的焦距等也作了较为详细的研究和测试,得到了具有参考价值的结果。     

对微弱激光辐射的探测

由于面临越来越严重的激光制导武器的威胁 ,对来袭威胁进行早期预警日趋重要。概要介绍了微弱激光辐射探测技术国外研究现状及发展趋势。对微弱激光辐射探测关键技术进行了研究探讨。     

准直红外光雷达发射机和接收机望远镜的新方法

在研究远距目标的激光后散射的过程中,研制出一台用外差探测的单端光学系统。它利用一对望远镜来接收和发射辐射。发射望远镜放大大功率脉冲CO_2激光光束,并照射几公里距离内的一个目标。接收望远镜在发射机背后。收集目标的后散射辐射,并转播到红外探测