卫星激光角反射器的远场衍射光强研究

介绍了卫星激光角反射器的远场衍射光强研究,包括二面角（直角）偏差、表面不平度和反射面特性对远场衍射能量分布的影响。提出的远场衍射数学模型已用于Galileo卫星激光后向反射器设计,对其样品的实验结果表明,与理论计算的远场衍射能量分布相一致。     

激光角反射器的远场衍射光强解析算法研究

角反射器作为合作目标广泛用于激光跟踪、定位、测距等系统中,其反射光远场强度分布对于合作目标的设计、激光雷达系统性能的理论计算都有重要意义.提出了一种可以快速方便地计算角反射器衍射光强的解析算法,把角反射器有效反射区域近似为一个椭圆,并利用复高斯函数分解法把椭圆区域反射波束表示为一系列椭圆高斯波束的叠加,从而把角反射器远...     

小孔列阵远场衍射光强分布

导出了Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ近似下小孔列阵衍射光强的分布函数，详细计算了单色光均匀照明下的衍射光强，给出了一些新的结果，并对小孔列阵的远场适用条件作了探讨。     

卫星激光合作目标中角反射器的密接布阵设计

用于卫星合作目标的角反射器阵列的设计 ,国际上普遍采用的是圆形布阵方案。采用正六边形密接布阵设计 ,获得了轻量化、高稳定性的卫星激光合作目标。角反射器阵列尺寸为 2 80mm× 16 0mm ,重量小于 2kg ,共有38个角反射器单元 ;单元底面加工成正六边形 ,对边距为 31 5mm ,有效通光口径为 30mm ,高为 2 5mm ;考虑到星载角反射器的速差效应及其补偿要求 ,经计算机数值模拟 ,将单个角反射器的综合角度误差确定为 5°± 0 5″ ,并在加工时对每个直二面角人为引入约 1″的角度误差。该设计虽然在一定程度上增加了阵列基座的加工难度 ,但计算表明 ,在设计尺寸一定的情况下 ,与传统圆形布阵相比 ,合作目标阵列的重量减轻 15 5 % ,而有效反射系数及回波光子数均提高 10 3%。     

卫星激光后向反射器结构应力对衍射能量分布影响研究

阐述了Galileo卫星激光后向反射器机械结构特性。 着重讨论了后向反射器的环境适应性设计和应力对角反射器光学性能的影响,以及相应的实验结果。     

圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究

基于夫琅禾费衍射理论,通过对衍射积分的核函数进行近似,推导并得出了简洁的经圆环形孔径衍射的高斯光束远场发散角的近似解析式。在不同衍射孔径外径和不同遮拦比的条件下,将该解析式与严格的夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求出的远场发散角接近一致,最大误差不超过2.7%。与传统数值积分求取光束发散角相比,该近似解析式在避免繁琐的积分运算同时保持了较高的精度。该解析式成立条件为高斯光束的束腰直径大于等于3.5倍中心遮拦直径,且小于等于孔径直径;在实际工程应用中,特别是具有大口径、小遮拦比特点的空间激光通信光学天线这一应用场景,该条件一般能够被满足。     

角反射器的试验和分析

本文叙述了标定的两面角为90°0′1.5″的角反射器的制造试验和分析,及确定激光地球动力学卫星所要求的远场衍射花样环带中的回波能量。对两面角、光学表面和热环境改变时的性能作了估价。当忽略高度独立的轴向和径向灵敏度时,发现由预期热环境所产生的变化是微不足道的。但是,解析预示和测量结果之间尚存在明显的差别。     

偏振态对角锥棱镜远场衍射分布的影响

分析了线偏振光垂直入射到角锥棱镜经三个直角面依次反射后出射光线偏振态的变化。利用衍射理论,计算了出射光两正交偏振分量各自的远场衍射分布,模拟出了相应的光场衍射分布图,并将计算结果与不考虑偏振态情况下的远场衍射图进行了比较分析,证明两者间存在明显差别。所得结果为不同使用要求下角锥棱镜的理论设计提供了依据。     

推广的高斯光束远场发散角理论

本文定义了光腔高斯光束的外发散角和内发散角。利用ABCD矩阵,g-、g~*-参数表示和为实验所支持的多模远场发散角的定义推导出了简单两镜腔和多元件谐振腔基模和多模外发散角和内发散角的一般公式,得出了(1)一般固体激光腔;(2)输出镜为平面反射镜;(3)激     

关于角体合作目标性质的理论计算

本文对合作目标的内部光线轨迹、有效面积、直角误差和表面误差对后向反射光束角的影响进行了理论分析。结果表明:对50％的相对有效面积所对应的入射角,空心角体为25°左右,切割系数k=1/4时降至20°左右,底面为内接圆切割又降至15°;对于存在一个直角误差、二个直角误差和三个直角误差对后向反射光束角的变化,垂直入射时分别为3.26Nδ,5.66Nδ和6.52Nδ;表面误差光束角的变化,单个直角面约大于底面的2N/(N-1)倍。结合衍射花样和接收角提出了在设计上的综合考虑。     

一种分析抛物面反射器近场和远场的新方法

本文介绍了一种能精确预测笔形波束的反射器天线的近场(电场和磁场)以及远场的分析方法。这种分析方法包括以前推导出的分析反射器天线的近场几何绕射理论(GTD)和球面矢量模函数。这种方法对观察点的极角和径向距离的范围无任何限制。通过把计算结果和现有的测量结果相比较,可以证明,用上述方法分析反射器的辐射场,其精确程度更高。本文还着重讨论了这种分析方法的一些重要应用。     

角反射器激光回波的角闪烁

据观测,来自角反射器的激光回波的角闪烁因大气湍流而超过了预计值。本文介绍观测情况并对可能的机理作了理论分析。实验时,采用了一台波长1.06微米脉冲式激光器来照射角反射器。观测结果,激光回波的角闪烁比基准信标大8倍。理论分析中假定照射激光光束存在相位起伏。文中推导出了闪烁角作为相位起伏参数函数的关系式。     

红外激光束经卡塞格伦系统衍射后的远场分布

把卡塞格伦系统等效为圆环光阑,利用高斯光束的贝塞尔级数展开,首次得到了红外激光束经卡塞格伦系统衍射后的远场分布表达式,对所得结果进行了讨论,并和均匀光波场的情形进行了比较。     

红外激光束经卡塞格伦系统衍射后的远场分布

把卡塞伦系统等效为圆环光阑，利用高斯光束的贝塞尔级数展开，首次得到了红外激光束经卡塞格伦系统衍射后的远场分布表达式，对所得结果进行了讨论，并和均匀光波场的情形进行了比较。     

空心角反射器的新应用

后向反射器是能将入射光沿平行光路反射回来的光学元件，由于使用时不需严格对准，已得到广泛应用。后向反射器已用于科研装置、商品干涉仪和军用激光对靶系统中。立方玻璃棱镜的截面能起后向反射器的作用，这些“角形立方体”三个后表面的全内反射所起的作用能满足此要求。     

空间目标温度分布理论分析

分析了影响空间目标温度分布的主要因素,建立了空间目标热平衡方程,并利用节点网络法给出了求解空间目标平衡温度的一般方法,结合具体实例和相应的简化条件,对大气层外某空间目标温度分布进行了数值计算,获得了其在不同的太阳入射角时表面温度的分布曲线,在工程应用中具有一定参考价值.     

平面波导TE0模的远场衍射特性分析

由瑞利-索末菲标量衍射积分公式出发,推导出中央亮条纹强度半最大值处的空间频率满足的方程;阐明了平面波导TE0模远射远场的中央亮条纹强度半最大值空间频率宽度随波导归一化频率增大而增大;给出中央亮条纹强度半最大值全角宽度与工作波长、波导宽度和波导相对折射率关系曲线。     

无衍射微光斑能量分布测量系统的研究

在无衍射光滤波法显微成像中,实际成像光斑的能量分布直接影响成像质量.用远小于光斑的小孔对成像光斑通过柔性铰链机构进行精确的二维扫描,然后再对光电探测器输出的微弱电流信号进行转换、放大、处理,就可得到实际微光斑的能量分布.该实验方法也可用于测量其他能量规则分布或不规则分布的微光斑.     

玻璃角反射器棱镜的偏振特性

当一束线偏振光轴向入射至玻璃角反射器棱镜(corner-cube refiector以下简称CCR)经过三次全内反射而反方向射出时,一般说来它将成为一束椭圆偏振光。仅存在二个特殊的偏振方位角,在这二个方位角偏振的线偏振光入射至玻璃CCR将得到线偏振的出射光,但偏振面已发生了转动。本文计算出了这二个特殊的方位角和出射光方位角的改变量,且为实验所证实。