对一种手持激光测距仪的安全测试与评价

本文报导了用辐照量测试及动物实验的方法,对一种手持激光测距仪的安全指标进行了测试与评价.给出了可能致伤边界与安全距离.     

光电探测系统激光辐照效应的远场仿真分析

建立了激光辐照软损伤的远场仿真模型,仿真了不同作用距离下激光辐照的远场功率分布,三维关系曲线是一个斜率很大的上翘鞍形结构。分析和讨论了单元探测型和CCD型两种光电探测系统的远场激光辐照软损伤情况。     

强激光武器辐照弹道导弹温度场数值模拟

强激光武器的出现和投入实战对弹道导弹的生存造成了严峻的威胁。根据激光武器的特性和作战机理,分析了导弹壳体上激光辐照强度的影响因素,得到了导弹壳体上激光辐照强度的计算公式,从而计算出了不同作战距离下的激光辐照强度和光斑半径;建立了机载激光武器(ABL)照射弹道导弹壳体的有限元模型,得到了不同作战距离下弹道导弹被打击后内外壁面的温度分布以及内外壁面温度随时间的变化曲线。以上计算模型及计算结果为激光武器对弹道导弹的毁伤效应分析和激光防护方面的研究提供重要参考。     

导光镜镜面温度场的模拟分析

为降低导光镜镜面热变形，采用有限体积法求解三维湍流传热方程，获得了镜面激光辐照区的温度场。文中主要讨论了激光功率、辐照时间、冷却液流速、镜体材料、流道与镜面距离等因素对镜面温度场的影响，并以辐照区平均温度和标准温度偏差作为主要指标进行冷却效果评价。结果表明，激光功率越大，各个方向上的温度越大；激光辐照发生的初始阶段温升增加较快，后期趋于平缓；流速越大，平均温度越低，标准温度偏差越小；镜体材料的性质对温度场也有不同影响；流道与镜面距离对铜镜的温度场影响不大。     

808nm波段激光对亚洲车蝗幼虫头部辐照效应的研究

为研究激光对亚洲车蝗蝻虫头部位置的辐照效果,选择近红外大功率连续型半导体激光器(808nm,2W)进行辐照试验.试验时,把试验幼虫分为Ⅰ-Ⅲ龄期和Ⅳ-Ⅵ龄期,距离激光发光面不同距离处照射不同时间,分别观察照后即刻、照后5小时和照后24小时蝗蝻的死亡率,并观测蝗蝻肌体组织的损伤情况.结果表明,随着辐照时间和激光功率密度的增加,蝗虫的致死率增加;在相同的辐照条件下,Ⅰ-Ⅲ龄期比Ⅳ-Ⅵ龄期更容易致死.肌体宏观观测结果表明,头部有明显的碳化现象,部分蝗蝻有畸变现象.试验结果说明近红外激光辐照蝗蝻的头部位置有明显的致死效果.     

激光辐照对红外探测器的损伤

根据红外探测器的结构特点和传热学理论,研究激光干扰机的激光器对探测器的损伤效果。以InSb探测器为例,设定入射激光从顶层辐照,结合各层之间热传导效应建立分层热模型。考虑激光在空间上的分布为高斯分布,给定初值和边界条件,利用Matlab偏微分工具箱进行建模仿真。重点研究了辐照距离、辐照时间和激光器功率等因素对探测器损伤效果的影响,给出了相应的仿真结果。当连续激光功率为50 W、距离为200 m、辐照时间为3 s时,对探测器的损伤效果主要是软损伤,受激光功率密度所限,未能造成永久性破坏。     

激光辐照蝗虫不同身体部位致死效果研究

为研究激光对蝗虫不同身体部位的杀灭效果,选择近红外大功率连续型半导体激光器,针对亚洲车蝗成虫和幼虫的头部、翅根和腹部位置,距离激光发光面1cm处,进行不同时间的照射试验,分别观察照射后3天蝗虫的致死率.在1cm处对幼虫头部、翅根和腹部位置辐照5s,观察肌体组织宏观损伤情况.结果表明,随着辐照时间的增加,蝗虫的致死率增加;在相同的辐照条件下,幼虫比成虫致死率高,且辐照头部位置致死率最高、辐照翅根部位致死率次之、辐照腹部致死率最低.肌体宏观观测结果表明,头部和翅根被辐照部位有明显的碳化现象,腹部的宏观热损伤效果则不明显.试验结果说明近红外激光辐照蝗蝻的头部位置有较好的致死效果.     

激光安全标准制订的生物学基础

激光生物效应研究是制订激光安全标准的主要依据。从生物学的角度来认识激光安全标准,有助于了解标准制订的现况,并有利于掌握其应用及展望今后。本文拟就国外现行的一些主要标准为例,做一简要的剖析。文中侧重于激光眼损伤效应。一、激光辐照的安全标准在激光安全标准中,通常给出不同波长、不同照射时间对眼和皮肤的辐照限值EL(Exposure Limit)或称最大容许辐照量MPE(Maximum Permissible Exposure),亦可称阈限值TLV(Threshold Limit Value)。它     

旋转飞行靶激光辐照参数解析求解

激光辐照参数是研究激光对飞行靶目标毁伤效应的基础,主要包括辐照中心点位置、辐照面域和功率密度分布。以激光辐照水平匀速运动和抛物线运动的旋转圆柱体靶为背景,假定激光辐照飞行靶交汇场景,给出交汇目标参数,建立激光辐照交汇模型;推导出辐照中心点位置、辐照面域和功率密度分布等辐照参数的解析表达式。仿真结果表明:辐照参数是随靶目标飞行不断变化的量;激光功率密度分布为参数不断变化的三维椭圆形高斯函数;靶目标旋转会引起辐照中心点位置和辐照面域的变化,进而对温度场分布和激光毁伤效应产生一定的影响。解析求解结果为研究激光对飞行靶的辐照效应奠定了参数基础。     

激光致盲的辐照条件及入射量要求

眼是机体中对激光最为敏感的靶器官。由于眼的光学系统的聚焦作用,可使视网膜所承受入射光的能量密度,较之相应的角膜入射量提高约105倍。因此,低剂量照射可引起眼的严重损伤。人眼瞬目反射通常为100～150毫秒,而脉冲激光可短至微秒、毫微秒,甚至微微秒,脉冲激光致伤比瞬目反射快得多。为此,以激光做为致伤人眼的武器是完全可能的。不同波长、不同发射方式激光对眼的损伤部位及程度均不同。     

不同形状连续激光辐照皮肤组织温度场数值模拟

本文基于生物组织热传导方程,分析了连续平顶型激光和连续高斯型激光辐照皮肤组织的热传递规律,建立了更为接近细胞尺寸的三层皮肤组织模型,采用有限元方法对两种不同形状激光作用于皮肤组织时产生的温升情况进行了数值模拟,仿真研究了不同作用时间、不同表面距离和不同深度的皮肤组织温度场分布。结果表明,相同条件下,由连续平顶型激光在组织内部产生的最高温度明显小于高斯型的,主要原因是平顶型激光能量分散,而高斯型能量相对集中。连续高斯型激光辐照组织后产生的温升区域面积和穿透深度均较大,撤去激光后达到初始温度的冷却时间也相应较长。     

红外源强度对激光干扰效应的影响

分析了红外目标源辐射强度随距离和时间的变化。在不同红外源强度的 条件下，进行了红外源强度对红外系统输出信号的响应定标。同时，在激光辐照功率67W和辐照时间460ms条件下，用1.06μm连续ND：AYG激光对不同红外源强度下红外系统输出信号的干扰效果进行了对比实验。结果表明：激光对红外系统的干扰效果与红外目标源的强度成正比。当红外源强度在红外系统工作的线性范围时，激光对红外系统的干扰效果最明显。     

激光眼损伤效应研究进展

对不同波长、不同发射方式激光眼损伤效应及其作用机理的研究,为制订及修订激光安全标准提供了必不可少的生物学依据。国外现行的安全标准,主要依据激光眼损伤阈值加以安全系数而订出辐照限值(EL)或称最大容许辐照量(MPE)。所谓损伤阈值系指有50％几率发生检眼镜或角膜裂隙灯显微镜最小可见损伤所需照射剂量,一般以角膜     

目标运动对激光辐照温度场的影响

以地基激光辐照运动目标为研究背景,分析运动目标辐照参数特性对激光辐照温度场的影响。首先,在设定交互场景的基础上,求解激光辐照参数,总结运动目标激光辐照参数的特点为:平均功率密度随目标运动不断变化;辐照面域光束强度空间分布为椭圆形高斯分布;目标表面存在强制热对流。其次,利用有限容积法求解激光辐照运动目标温度场分布。最后,分析运动目标辐照参数特性对温度场分布的影响。分析结果表明:随着目标的运动,激光辐照平均功率密度不断增加,目标温升速率不断增加;激光束辐照运动目标的角度不同,辐照面域的光束强度空间分布不同,温升区域也不相同;运动目标表面存在强制热对流形式的能量交换,减缓了表面温升。     

脉冲激光辐照生物组织温度场实时测量研究

针对激光与生物组织热效应研究中的温度场实时测量难题,分析了光纤F P温度传感器的工作原理,讨论了Fabry Perot(F P)腔的温度传感模型,设计、搭建了一种用于温度场测量的低细度光纤F P传感系统,基于该传感系统建立了激光辐照生物组织温度场的实时测量系统,实验研究了脉冲激光辐照下生物组织表皮距离激光源不同地方的温度分布。结果表明,该传感系统能有效实现生物组织温度场实时测量,体积小,外径仅为250 μm,对生物组织创伤小,温度响应时间小于1 s,反应较快,能满足实际需求。传感器距离激光源越远,探测到的组织温升越低,传感系统响应时间越长。     

芳纶纤维复合材料在脉冲激光作用下的热损伤研究

应用有限元软件建立三维脉冲激光辐照芳纶纤维复合材料的物理模型,获得了芳纶纤维复合材料的温度场分布及其变化规律。结果显示,随着激光功率密度的增大,芳纶纤维复合材料的温度逐渐升高;不同激光功率密度作用下的芳纶纤维复合材料的温度在光斑中心处最大并随着各位置到中心距离的增大而减小。为验证数值分析模型并更好的研究芳纶纤维复合材料的热损伤规律,试验过程中选用不同功率密度的纳秒脉冲激光辐照芳纶纤维复合材料。研究结果表明,数值模拟温度与实验温度吻合较好,最大相对误差为12.49%;随着激光功率密度的增大,芳纶纤维复合材料的焦化碳化面积逐渐增大,熔融深度随之加深。     

低强度激光辐照对蝗虫活性的影响

为研究低强度激光辐照对蝗虫活动能力的影响,以减少农药的使用量和降低农药的浓度,选择大功率连续型近红外半导体二极管激光器,针对3龄至4龄期东亚飞蝗蝻虫头部位置,在距离激光发光面4cm处,进行2s和4s的辐照试验,分别观察比较辐照前后蝗虫的活性和活性降低程度．试验结果表明,辐照前,蝗虫具有较高的活性,辐照后蝗虫的活性降低,并逐渐趋于一致性;辐照时间越长,蝗虫的活性降低程度越高。说明低强度近红外激光辐照蝗虫头部位置能明显抑制其活动能力。     

微量爆炸物激光辐照成像探测的数值分析和实验研究

为了研究激光探测爆炸物时的相关现象,首先对激光辐照目标过程进行理论分析,并通过有限元软件ANSYS进行仿真,建立CO2激光器辐照爆炸物温升分布的三维立体模型,然后利用CO2激光器和扩束系统对目标进行照射(距离3 m),同时配合8~14μm的红外成像设备分别观察得到沾有少量三硝基甲苯(TNT)和黑索金(RDX)的目标热像图。研究表明,在一定功率的激光辐照下,由于爆炸物和背景的有效辐射出射度大小分别由其在8~14μm波段的吸收率和对激光辐射照度的反射率共同决定,因而可得到爆炸物与背景区域明显不同的热像图。此外,辐照功率和照射时间的变化也可能是影响探测效果的重要因素。     

CW CO2激光对PV型InSb探测器的破坏效应

通过测量光伏型锑化铟探测器在不同功率密度、不同辐照时间的CW CO2激光辐照时性能的变化,得到其破坏阈值区间.理论上用一维热模型计算了探测器在激光辐照过程中的温升,结果表明,PV型InSb探测器的破坏效应源于连续波激光辐照过程中温升达到InSb材料熔点时其pn结退化为电阻.     

纳秒激光和飞秒激光对透明电光陶瓷表面损伤研究

通过对纳秒和飞秒高功率激光脉冲辐照下透明电光陶瓷掺镧锆钛酸铅(PLZT)的表面损伤形貌和物理形态的分析,调整辐照脉冲能量在线观测表面损伤几率,研究了不同能量等级的纳秒和飞秒高功率高斯光束辐照同一电光陶瓷表面的激光损伤,测得纳秒激光损伤阈值约为485MW/cm2。还分析了辐照损伤斑直径随辐照能量的变化,辐照损伤的损伤深度随损伤直径变化,以及材料中的缺陷引起的损伤形貌。对比分析了纳秒激光和飞秒激光辐照下PLZT电光陶瓷表面损伤形貌的不同,并给出了一些可能的理论解释。