半导体激光器近场光束整形设计初步研究

半导体激光器作为主动光源广泛应用于激光引信。阵列激光二极管光束的高效准直整形是传统光学技术的难题。本文介绍一种折/衍混合准直微光学阵列系统的设计方法,并结合激光引信所用半导体激光器的光束整形做了初步的理论计算,就其实现可能性进行了讨论。     

多波段激光检测光源模块设计

利用特定波长的激光信号模拟激光脉冲信息是评价激光装备接收性能的一种主要手段,为满足不同波长激光装备检测集成化的需求,设计了一种多波段激光检测光源模块。通过激光光源的选型,基于透反镜的共轴光路设计和光纤准直镜头的设计,实现了905、1064和1550 nm波长的多波段激光的共光轴匀化输出。为满足激光光源的窄脉冲驱动需求,选用超高速器件将脉冲上升沿转换成窄脉冲驱动信号,控制RC充放电电路进行功率放大,实现激光光源的窄脉冲发射。分别进行了光斑质量、波长、发射功率等参数的实验验证,结果表明多波段激光检测光源能够满足应用要求。     

一种适用于激光引信的激光扩束整形光学系统

介绍一种适用于线阵激光器光束扩束整形的光学系统设计方案。内容包括用途简述、研究思路、设计难点、解决方法及仿真测试结果。本光学系统主要用于激光主动探测系统的光源整形发射,运用到光学设计中的非球面、反射、折射、全反射等理论。可实现线阵激光器光束大视野角扩散,光束在视野角内扩散后能量分布按实际需求达到两边高、中间低,弥补使用中边缘视野比中间视野距离目标更远、探测性能降低的实际情况。     

基于双光楔的双模光学系统设计分析

在导引系统中,将双光楔结构与双模复合光学系统相结合,使复合光学系统保持不动,通过双光楔的运动来实现系统的扫描和跟踪。这种设计不仅简化了位标器的设计,也给复合光学系统的设计提供了足够空间余量,有利于导引系统的总体设计。本文提出一种基于双光楔的红外/激光双模光学系统设计方案,可用于获取目标的双模信息,分析了光学系统的基本参数,研究了采用双光楔结构对扫描视场的实现方法,并对整体光学系统进行了设计。所设计系统实现了红外和激光双波段的良好成像,满足导引系统的使用需求。     

高功率半导体激光器光纤耦合线阵技术

研究高功率半导体激光器的光纤耦合和光纤输出端密排成线阵的技术。论述了微柱面透镜对高功率半导体激光器椭圆光束的准直原理,计算了剩余发散角,设计了光纤耦合器件和光纤输出端密排成线阵的夹具。这种方法耦合效率高,线阵中各激光元地址可设定,并可对各激光元输出功率进行调制。它作为能量型器件,可在激光显示技术(LDT)和选择性激光烧结快速成型(SLS RP)技术中应用。     

基于位置敏感探测器和激光技术队大型轴系中心线检测方法的研究

提出了一种采用位置敏感探测器(PSD)技术与激光技术相结合实现大型轴系对中检测的新方法。该方法以准直半导体激光光束为基准线，采用PSD光靶获取轴瓦位置二维位置信息，再由优化算法实现轴系的对中计算。仿真实验证明，该检测原理正确，检测方法快速简便，减少了轴面型精度的损伤，为轴系标定、校准开辟了新思路。     

捕获和跟踪能辐射能量的目标的装置

本发明是一种捕获和跟踪能辐射能量尤其是辐射红外光束的目标的装置。本装置有一汇集光束的光学系统和一探测光束的探测器阵列,有一与探测器阵列耦合的控制装置(使光学系统运动,进行空间扫描和目标跟踪),它还有一配置在光程上的可绕轴旋转的光学组件(带一驱动装置),它使接收的光束偏转一个角度,此偏转角度是周期性变化的,这样光束可覆盖预定光路上的探测器阵列。     

眼睛无害手持激光测距机

日本电气公司新近研制成功一种长215毫米、宽200毫米、高90毫米,重量为2公斤的眼睛无害手持激光测距机,其主要性能为:波长1.54微米,测距范围100～9900米,测量精度小于 10米,测距分辨率小于5米,最大重复频率大于12次/分钟,激光输出7.5毫焦,激光脉冲宽度20～30毫微秒(半辐值),光束发散角小于0.6毫弧,瞄准光学系统的放大率约为7倍,发射光学系统放大率为5倍,视场角为6度。是一种具有多种军事用途的小型激光测距机。     

基于波像差法的物镜成像系统设计

基于波动光学光程差建立的光学系统像差理论,波像差由理想波面算起,表示实际波面与理想波面的差距,理想波面可以理解为以理想像点为中心的一个波面,所以光程差也就是波像差。根据光学元件材料折射率对成像光束波像差进行修正,将像差理论扩展到折射光学系统,使得该理论可应用于光束斜入射成像光学系统的像差计算;在光学成像系统中考虑像方空间折射率的关系,以及入射角方向的定义,使得波像差的计算表达式保持统一;应用扩展后的像差理论对成像面光学系统进行像差分析计算,并与Zemax光线追迹结果进行对比,验证波像差理论的有效性。结果表明：该像差理论为光束斜入射成像光学系统的设计、像质评价及优化提供了有效的分析手段。     

美国“星球大战”的武器

美国计划在90年代初期建立反导弹防御空间站,该空间站设有功率为5兆瓦(特)的化学激光器和尺寸为4米的反射镜(它包括在光束形成和制导的光学系统内)。估计这个空间站的质量为17吨,长度6～8米。氟和氢(氢氟激光)之间的链式反应将是化学激光的能源。专家认为,为保证激光在15分钟内的工作需要     

车载导弹光学辅助数学传递对准方法

从发射准备时间和对准精度等方面分析现代战争环境下车载导弹对初始对准的要求,提出利用自准直仪进行光学辅助数学传递对准的方法。给出光学辅助数学传递对准系统搭建方案,推导主、子惯导方位光学传递关系,将光学准直得到的相对方位测量角引入到“角速度+加速度”匹配模式中构成新的量测方程,对主、子惯导安装角进行滤波估计。在实验室条件下对方位光学传递算法的正确性和精度进行了验证,并对光学辅助数学传递对准方法进行了数学仿真分析,仿真结果表明,该方法具有较快的对准速度和较高的对准精度,能够满足现代车载导弹快速高精度初始对准的要求。     

炮管直线度激光检测设备研究

本文采用激光准直技术和光电探测技术检测火炮身管内膛的直线度误差，代替传统光学检测方法，实现炮管直线度的无损自动检测。简述了检测设备工作原理和实施方案。     

一种驾束制导信息场参数的高速测试与处理方法

激光驾束制导是一种重要制导方式,制导仪激光信息场的质量直接影响导弹制导精度。为实现快速、直观地评价激光信息场质量,提出一种基于信息场光斑图像的快速测试与处理方法。在内外场快速搭建测试系统,并对系统进行标定;基于漫反射低照度瞬态成像原理,利用低照度相机拍摄制导仪激光束,得到直观的条纹状光斑图像;通过快速图像处理技术,计算光斑尺寸、光斑中心、条纹亮度等参数来评价制导仪光轴稳定性、信息场能量均匀性等技术指标。试验结果表明：该测试方法可得到激光信息场的条纹状图像,实现对制导仪性能的快速检测,测试精度1.8 mm,处理时间0.35 s.     

激光助视/微光夜视仪光谱匹配技术研究

根据夜间景物的反射特性以及激光辐射光谱特性,求出了在激光助视下,夜间暗绿色涂层、粗糙混凝土和绿色草木的反射光谱,计算了所研制的头盔式激光助视／微光夜视仪光电阴极光谱响应与景物反射光谱之间的匹配系数,分析了其对照度、对比度等参数的影响,对野外条件下的夜视仪的视距估算和性能仿真可起到指导作用。     

步兵轻武器新型夜瞄复合荧光材料的光学特性

采用自制的复合荧光粉体和化学载体成分,研制出一种步兵武器新型夜瞄复合荧光材料。对其化学载体成分的透光率进行了测试,在此基础上对4种不同比例制备的夜瞄复合荧光材料的最佳光照时间和光学性能进行了研究。结果表明,夜瞄复合荧光材料发光时间长、亮度高,普通台灯照射的最佳时间约为20 min,可满足步兵轻武器夜间瞄准需求。     

激光星际链路分析研究

作为星际光链路的空间激光通信可建立全天候、高机动性、高灵活性、高可靠信息平台.德国空间固体激光通信由两个光通信终端及各自的实验平台组成,可模拟卫星的相对运动和抖动.其一个终端采用1064nm YAG激光器,以650mbps码率传输数据.另一终端采用810nm半导体激光器,通信速率是10mbps.     

火炮身管弯曲度检测方法研究

为实现对火炮身管弯曲度的非接触无损检测,提出不完全整体式结构下的检测方法。利用半导体激光准直光束作为测量参考基准,位置敏感探测器（PSD）作为接受器件,应用单片机实现系统的总体控制,最大程度减化系统外部结构。建立系统数学模型,实现火炮身管直线度的非接触无损自动检测,最终达到预期的效果。     

一种激光引信光学系统的虚拟样机建模技术

光学系统是激光引信的重要组成部分,同样,光学系统的建模也是激光引信虚拟样机技术的核心部分。由于文章所研究的光学系统采用脉冲体制激光器和不规则面形探测器,并且所要探测的目标特性较为复杂,传统的光学仿真软件不能满足虚拟样机的要求。所以,文章采用统计建模与Matlab软件编程相结合的方法进行光学系统虚拟样机建模。