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。     

水下微弱目标双通道激光探测方法研究

在舰船尾流、渔网等微弱目标探测方面,由于目标对探测激光反射回波微弱以及水体背景的强干扰,导致激光探测系统的探测距离近、探测视场小及目标检测能力弱。论文针对近岸浑浊水体激光探测回波信噪比低、目标探测距离近问题,基于积分雷达方程,针对舰船尾流、渔网等微弱目标,仿真研究了激光接收天线长度,轴距对接收能量的影响,设计了激光发射、接收非同轴探测方案,并进行舰船尾流、渔网等目标探测实验,实验结果表明:通过双通道光学接收系统的空间合成,可抑制近程水体强散射的干扰,可实现对激光探测系统大视场接收、光电探测器高灵敏度接收、目标远距离探测的匹配。论文研究成果可为水下激光探测技术工程化提供支持。     

激光外差实验研究

利用激光外差探测原理实现综合孔径激光雷达探测越来越受到关注。通过二极管泵浦固体激光外差探测实验,实现了实验平台上接受目标反射微弱回波信号的外差探测,得到了信号光功率与本振光功率之间数量级差别的阈值范围,总结了实现激光外差探测应用于综合孔径激光雷达领域的条件。     

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。     

激光外差对不合作目标的探测研究

利用激光外差探测原理实现综合孔径激光雷达探测越来越受到关注.文中通过二极管泵浦固体激光外差探测实验,实现了实验平台上接受目标反射微弱回波信号的外差探测,并进一步实现了对表面粗糙的若干漫反射目标,即不合作目标的外差探测.总结了实现激光外差探测应用于综合孔径激光雷达领域的必要条件.     

激光辐射探测光学系统的设计考虑

本文着重研究激光辐射探测光学系统的视场与光电转换器光敏面尺寸的匹配问题，同时，对激光辐射探测光学系统的设计要求进行了较全面的叙述。     

用于高速微弱光信号的平衡探测技术研究

长距离高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛。为了在未被噪声湮没的环境中检测出所需的微弱信号,采用平衡探测技术对单管探测和平衡探测进行对比,并且对具体的平衡探测器电路进行了理论分析和仿真,得出了在一致性系数较大(k>0.6)时平衡探测器的信噪比优于单管探测的结论。从理论上分析了单管和双管探测的最小可探测光功率。结果表明,把平衡探测技术用于高速微弱光信号探测具有很大的优越性。     

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。     

微弱信号检测原理在光尾流探测中的应用

微弱信号的探测与提取是激光尾流探测的核心技术之一,详细介绍提高微弱信号检测能力的硬件实现及信号处理方法。提出了前置放大器的实现措施和以正交矢量锁定放大器为原理的光尾流信号检测方法。针对实际应用,对激光通过不同强度尾流后所接收的信号进行仿真。仿真结果表明,当尾流强度发生微弱变化时,锁定放大器输出信号幅度同时产生明显变化,利于光尾流信号的检测,验证了微弱信号检测原理在光尾流探测中的可行性。     

白天空间目标激光测距微弱信号探测方法

白天空间目标激光测距数据有助于提高空间目标定轨精度,在航天科研方面具有重要应用价值。白天天空背景较亮,激光测距回波信号一般很弱,从较强背景光中识别出微弱的空间目标激光回波信号十分困难。针对白天空间目标激光测距微弱信号探测技术难题,从白天天空背景噪声影响估算入手,计算了不同探测阈值情况下的测距虚警率,分析了白天激光测距距离门宽与探测阈值的关系,给出了白天对空间目标激光测距的回波信号探测阈值,提出了基于多光子探测器的白天激光测距微弱信号探测方法,并对其可行性进行了实验验证,该研究成果可应用于白天空间目标激光测距系统设计及新型激光测距系统发展研究等方面。     

水下激光探测系统隐蔽性分析

根据水下激光探测系统的光源特性、探测原理和应用背景,分析了可能对激光水下探测系统形成威胁的探测手段及其探测能力.采用Monte Carlo方法对激光水下探测系统的隐蔽性问题进行了计算和仿真研究,结果表明:降低探测光单脉冲能量、选择有一定环境照度的天气条件、加大水下激光探测系统载具的使用深度等手段可以极大地提高水下激光探测系统的隐蔽性与安全性.通过分析得到了不同的探测手段对激光水下探测系统的威胁程度,同时从理论上提出了针对不同探测手段的激光水下探测系统的安全应用深度.     

太赫兹空气相干探测技术中锁相放大器参数的影响与优化

锁相放大器在微弱信号测量中有非常重要的作用。在太赫兹空气相干探测技术中利用外置调制电场对激光在气体中四波混频作用产生的二次谐波进行调制,并以调制电场的频率作为锁相放大器的参考频率,能够完成对微弱的激光二次谐波的测量,使得二次谐波和太赫兹波电场成正比,从而将该探测技术转换成相干探测技术。采用Simulink对太赫兹空气相干探测技术中的锁相放大器参数的影响进行仿真,研究脉冲信号的宽度和锁相放大器的参数对探测结果的影响,并获得该测量过程所需的最优化参数。研究结果对太赫兹空气相干探测技术中锁相放大器的参数选取和设置有很好的理论参考价值。     

激光技术的应用与防护

随着激光技术的飞速发展和广泛应用,激光已成为科学探测和现代军事战争中极为重要的工具之一,由此带来的激光损伤和激光威胁也日益严重。激光防护技术和激光防护材料的研究已受到世界各国的极大重视,也取得了很大进展。总结了激光技术在军事、国防、医疗等技术中的应用和激光对人眼及光电传感器的威胁,介绍了激光防护的方法及原理,对基于线性光学原理和非线性光学原理防护材料的优缺点进行了比较,最后提出了激光防护材料的发展趋势。     

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.     

激光威胁与对策

激光威胁主要来自于激光制导、激光雷达和激光测距等激光探测方式。要实现激光安 全,可以通过减小激光在大气中的透过率,降低激光从目标的回波能量,以及通过干扰激光威胁系统对激光信息的处理方式等手段。由于目前多种制导方式的复合利用,实现复合隐身成为当前的一个重要课题。本文分析了激光威胁方式和原理,提出了实现激光安全的途径。     

1.064μm激光大气斜程散射建模及仿真

为了研究大气气溶胶对激光斜程传输的散射特性,建立了基于米氏散射理论的1.064μm激光大气斜程散射模型。利用MATLAB软件对模型进行仿真计算,分析了斜程散射光辐射参量的分布特性。并结合地面探测分析了探测器的方位及探测方向对散射光辐射照度的影响。结果表明,该模型为机载激光指示器系统的战术训练、地面激光探测提供了可靠的理论依据。     

宽频带激光告警技术的研究

随着战场上日趋严重的激光威胁,为了保护光电装备,激光告警技术已成为光电对抗中一个非常迫切的课题。阐述了激光告警技术的基本要求,激光辐射探测的基本原理,并以此为基础,提出了激光告警的两种可实现方案;根据实际工作比较详细地给出了利用非制冷红外焦平面器件构成的凝视成像型激光告警器,同时给出了相应的实验结果。     

激光脉冲初始相位对电子辐射的影响

为了研究超短超强椭圆偏振激光初始相位对于高能电子辐射特性的影响, 采用了Lorentz方程与电子能量方程构造高能电子与强激光场的对撞模型的方法, 并使用MATLAB进行数值模拟, 获得了电子的运动轨迹以及激光场空间辐射的功率与能量分布的数据与图像, 对不同的激光初始相位所对应的3维空间辐射特性进行了研究。结果表明, 当激光脉冲撞击电子时, 电子产生辐射, 且辐射功率呈现出双峰形; 高能电子的辐射功率图像在初始相位为0°, 180°和360°时表现为对称型双峰, 而在其它相位下则呈现出非对称型双峰。该结论为超短超强椭圆偏振激光的初始相位3维反探测研究提供了一定的基础。     

激光激发微弱荧光信号的光电探测

提出一种微弱荧光光电探测的实验装置，同时研究这种系统的噪声产生和抑制问题，信号噪声比的改善使得这种装置可以使用小功率氦氖激光作为激光发条件下探测荧光信号。这些工作为肿瘤早期诊断系统设备的实用化创造了基础。     

基于集合经验模态的微弱激光脉冲信号自动去噪方法

由于微弱激光脉冲信号中存在噪声，需对其进行去噪处理，为此，提出基于集合经验模态的微弱激光脉冲信号自动去噪方法。首先建立微弱激光脉冲信号模型，模拟信号回波；其次采用集合经验模态分解方法分解微弱激光脉冲信号，并计算模态分量的排序熵，根据计算结果消除虚假分量；再采用基于峰度检测的加窗方法获取噪声与有效信号的分界点，确定噪声区域；最后引入小波滤波器在噪声区域内对微弱激光脉冲信号自动去噪。实验结果表明，所提方法的噪声检测精度高、去噪效果好、去噪效率高。