10.6 μm脉冲激光对多晶硅探测器干扰损伤实验

用10.6 μm脉冲CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的干扰、损伤阈值;分析了不同干扰能量的干扰效果,研究了干扰损伤机理,依据受干扰程度对干扰等级进行了划分;通过干扰激光能量与干扰光斑面积的关系,重度饱和后探测器随时间恢复情况,探讨了各干扰等级下10.6 μm脉冲激光对红外成像系统的干扰效果。     

带外激光干扰的仿真研究

红外激光干扰就是向红外成像系统发射激光束,对系统中的光电探测器进行直接的干扰和影响。实际上,将高功率的带外强激光束照射红外光学系统时,系统中某些敏感元件会产生明显温升,随之向外发出红外干扰辐射。选用1.06 μm和2.5 μm两个波长的带外光,照射施密特-卡塞格林式中波红外成像系统,利用光路追迹和有限元法对以上物理过程进行了完整的数值仿真计算和分析研究。研究结果显示：系统中反射镜温升明显,温升程度与入射光波长和入射光功率密度有关系;温升到一定数值时向外发出的带内红外辐射,将随同工作波长通过系统到达像面,均匀的散布在整个像面,成为一种强烈背景噪声,对像质造成了很大的干扰,从而降低了系统的探测能力。     

LD泵浦双棒Nd∶GdVO4激光器

为了获得可对红外成像探测器具有干扰效果的高功率、高重复频率3.8 μm中红外激光,首先通过LD侧面泵浦双棒技术和高重复频率声光调Q技术,获得高功率高重复频率1.06 μm激光,再将其作为泵浦光进行非线性差频试验,获得3.8 μm激光输出.将输出的3.8 μm中红外激光用于红外探测器的干扰试验,获得了较好的干扰效果.     

激光对红外成像制导跟踪系统的干扰技术研究

激光武器作为一种新型的光电对抗武器越来越受到人们的重视,但作为红外波段的干扰武器,目前研究甚少.本文以红外成像制导武器跟踪系统及其核心部件硅CCD为研究对象,对制导原理进行了概括,提出了激光干扰红外成像制导系统的三种途径.实验室以发射波长为10.6μm激光器作为干扰源对红外成像探测器及跟踪系统进行了干扰试验,给出了干扰效果图,并对影响干扰效果的因素进行了分析.     

红外成像系统激光干扰饱和串音效应的仿真

分析了激光辐照下,红外成像系统饱和串音效应的机理,计算了投射到探测器表面的激光光斑半径及能量分布,建立了红外成像系统激光干扰的饱和串音模型,并利用系统仿真软件,模拟了激光辐照前后的系统成像效果,证明了激光干扰对红外成像系统成像质量的影响。     

10.6 μm CO2激光对非制冷红外热像仪饱和阈值的实验研究

用适当波长的激光器,对红外成像系统进行干扰,是光电对抗领域的一个研究热点。本文采用波长为10.6 μm的CO₂脉冲激光器,通过漫反射板反射激光能量到320×240多晶硅非制冷焦平面红外热像仪,进行激光干扰红外成像系统的实验。通过实验,得到了红外热像仪的饱和辐照阈值,并通过理论分析,推导出在一定距离上,使红外热像仪发生饱和干扰情况所需的激光能量值。     

激光干扰下红外成像系统性能预测研究

激光干扰是抑制红外成像系统现场性能的有效手段,为实现对激光干扰下红外成像系统性能预测,文中以激光干扰红外成像探测器的作用机理为基础,通过对红外成像系统吸收的激光能量与对比度增强之间的关系进行分析,得到干扰激光的能量与对比度增强之间的关系,进而修正红外成像系统的对比度阈值函数;并结合NVThermIP性能模型实现激光干扰对系统性能的预测,给出了仿真结果,为红外成像系统的性能预测评估和理论模型的继续完善提供依据。     

微米铜粉对红外、10.6 μm激光的衰减性能研究

为选择一种能够遮蔽红外与激光的烟幕干扰材料,在烟幕箱中测试了组分配比不同的微米铜粉的红外与10.6 μm激光烟幕透过率,当烟幕浓度为1.0 g·m-3时,1~3 μm,3~5 μm,8~14 μm红外的透过率均小于30%,10.6 μm激光的透过率小于20%,红光铜粉、青红光铜粉和青光铜粉对红外与10.6 μm激光的衰减能力逐渐增强;同时测试了微米铜粉对红外热像仪的干扰效果,浓度为2.0 g·m-3时,青光铜粉能够完全遮蔽红外热像仪。     

激光干扰条件下红外系统运动目标衍射成像方法

传统红外成像系统的激光成像过程受到外界多重干扰,所成图像中普遍存在高斯噪声,且噪声具有不定形性和低频性,严重影响图像质量。因此,研究激光干扰条件下红外系统运动目标衍射成像方法。首先分析激光在大气传输、红外光学系统以及探测器中的成像干扰特性,分别建立干扰模型;其次结合干扰特征,通过红外系统作用距离表达式,确定成像目标灰度值与距离之间的关系,利用像素与视角线的位置联系,获取运动物体的姿态特点;最后在物体表面温度、大气传输情况基础上设置运动目标衍射成像时的灰度值,根据平均法与外插法描绘运动目标,达到衍射成像目的。仿真实验表明,本方法受外界干扰较小,成像质量高。     

CO2激光对氧化钒成像设备干扰实验研究

随着红外成像技术发展,非制冷氧化钒探测器在多个领域得到了应用,其在激光辐照下的热效应如何,也成为了当前研究方向之一。本文首先分析了氧化钒成像探测器结构和工作原理。其次开展了激光辐照饱和及点损伤条件下,106μm脉冲激光辐照氧化钒成像设备实验。在激光辐照饱和条件下,光斑中心像元出现饱和现象,激光辐照结束后,该像元响应较辐照前增加了约20个灰度;该像元周围像素出现了环状异常,非均匀性校正后探测器恢复正常;在激光辐照点损伤条件下,出现了圆环干扰效应,光斑中心像元出现了损伤,即使非均匀性校正也无法恢复;给出了相应激光功率密度。根据实验结果,对衍射效应进行了仿真,指出衍射、探测器热效应及热量“溢出”是导致探测器像元异常像素数大于辐照光斑的原因。本文对非制冷氧化钒探测器研制及干扰效应研究具有重要参考意义。     

1064 nm激光光热效应对CCD探测器干扰实验研究

为了研究激光的光热效应对CCD探测器的干扰效应,利用1064 nm激光开展了对CCD探测器的干扰实验。实验采集数字图像的处理分析可明显观察到1064 nm激光对于CCD探测器的串扰现象。进行了激光照射CCD探测器随时间变化产生热噪声差对比实验,观察到了激光光热效应对于CCD探测器的干扰效果。实验表明CCD探测器表面温度随1064 nm激光辐照功率的升高而逐渐升高的现象,由于光热效应带来的图像热噪声明显影响到了CCD探测器的成像效果。由于硅基CCD探测器对1064 nm波长的低光电响应率,研究光热效应对CCD探测器干扰效应尤为重要。     

定向干扰激光的红外成像建模与仿真

为有效应对红外成像制导武器,激光定向干扰技术在近年得到重点发展,并有望成为未来红外对抗的主要方式。着眼于对激光干扰条件下红外系统成像特性的研究需求,对机载激光定向干扰从发射、大气传输、光学系统传输以及探测器响应的全链路过程进行了分析建模,构建了激光干扰条件下红外系统成像特性的仿真模型,最后通过试验验证了文中方法和模型在对激光的红外成像灰度等级、成像光斑及灰度分布特性、成像饱和与致盲毁伤效果方面能够有效反映红外成像系统对激光的实际响应特性,并取得与实测试验相近的仿真结果,从而为后续深入研究激光定向干扰效能奠定基础。     

InSb面阵探测器波段内脉冲激光干扰响应特性研究

介绍了激光定向干扰红外探测系统的干扰机理及波段内激光定向干扰的主要干扰方式.以InSb红外探测成像系统为研究对象,开展了典型条件下的波段内脉冲激光定向干扰试验,分析了InSb面阵探测器对波段内脉冲激光干扰的响应特性,获取了探测器在脉冲激光干扰下的损伤模式和损伤阈值,为后续深入研究激光定向干扰效能奠定基础.     

激光干扰远场光电探测器能量估算方法

为了研究复杂电磁环境下激光武器对抗光电精确制导武器的关键技术,综合分析了激光大气传输、大气湍流效应、探测器自身因素、激光干扰系统瞄准精度等因素对激光干扰效果的影响.以CO2激光辐照红外成像制导武器为例,研究了激光在大气中的传输特性,建立了激光有效干扰远场光电探测器时所需激光能量的估算模型,总结了形成有效干扰所需激光能量估算的一般方法,丰富了激光与光电探测器相互作用的研究,对提高复杂电磁环境下的光电对抗能力具有重要意义.     

激光损伤非制冷微测辐射热计的实验研究

在市场需求驱动下,非制冷红外测辐射热计阵列在多个领域正逐步应用,对其激光干扰的研究也被提上了日程.本文以多晶硅探测器为例,结合非制冷微测辐射热计阵列的构造和工作原理,分析了激光辐照作用下的温度响应;通过10.6?m连续激光的辐照实验,得到了像元阵列进入不同损伤状态对应的激光功率范围,分析了激光损伤的热效应机制,指出干扰...     

陶瓷涂层对中红外探测器抗激光性能的影响

中红外激光器功率的不断提高使得传统红外成像制导武器临着前所未有的激光威胁。较高能量的激光会使导引头光机系统内部产生杂散光,从而干扰导引头正常工作。为增强当前红外成像导引头内部核心器件探测器的抗激光干扰和损伤能力,本文采用新型高吸收型陶瓷涂层材料增加导引头光机系统对杂散光的吸收能力,针对高吸收型陶瓷涂层和磨砂玻璃两种漫反射材料,通过等效实验对比了不同入射激光功率对红外探测器的干扰效果。研究结果表明:采用普通漫反射材料时,探测器在功率密度101.3 m W/cm~2处达到饱和;而采用高吸收型陶瓷涂层材料后,入射激光在探测器像面上的饱和功率密度阈值增大到784.5 m W/cm~2,其抗激光干扰能力相比于普通漫反射材料提高了近8倍。本文研究结果证明了采用高吸收型陶瓷涂层材料有助于增加红外成像导引头内部光机结构的消杂散光能力,能够有效提升现役导引头抗激光干扰能力,延长红外制导武器的战场生存周期。     

LD泵浦双棒Nd:GdVO4激光器

为了获得可对红外成像探测器具有干扰效果的高功率、高重复频率3.8μm中红外激光,首先通过LD侧面泵浦双棒技术和高重复频率声光调Q技术,获得高功率高重复频率1.06μm激光,再将其作为泵浦光进行非线性差频试验,获得3.8μm激光输出。将输出的3.8μm中红外激光用于红外探测器的干扰试验,获得了较好的干扰效果。     

CO2激光对长波红外HgCdTe探测器干扰的分析

激光干扰是对抗精确制导武器、保卫己方目标的重要方式.针对高功率CO2激光对某光导型长波红外HgCdTe探测器的干扰损伤进行了理论分析与实验研究.根据实验结果,利用激光辐照探测器的温升理论模型,计算了温升随辐照时间和功率的关系,并和CO2激光器辐照光导型长波红外HgCdTe探测器的实验结果进行了对比.理论和实验结果表明,此探测器的干扰阈值为16.5W/cm2,损伤阈值为126W/cm2.实验结论对研究激光干扰星载探测器技术具有一定的参考价值.     

激光对天基红外系统预警卫星光电探测器的干扰效能研究

从分析预警卫星光电探测系统入手,在介绍了激光干扰光电探测器机理的基础上,研究了激光在大气传输中的衰减效应及远场激光光斑尺寸估算,建立了激光辐照星载光电探测器的远场能量密度模型,并以1.06μm激光辐照星载HgCdTe探测器为例,通过仿真计算,定量地评估了激光武器对天基红外系统预警卫星光电探测器的干扰效能。     

二氧化钒薄膜对红外脉冲功率激光的智能防护分析

VO2是一种固态热致变色材料,它的晶态结构可以在半导体-金属-绝缘体之间可逆转变。介绍了VO2的相变特性,研究了氧化钒的相变机理。根据激光对光电探测器的损伤机理,研究了氧化钒薄膜对红外脉冲功率激光的智能防护。当CO2脉冲激光照射到HgCdTe红外探测器上时,其热传导深度为0.32~3.2μm,远小于其吸收深度100μm。依据此对VO2薄膜防护的HgCdTe红外探测器的温升进行了计算和分析。结果表明,当一束激光照射VO2薄膜防护的探测器时,VO2薄膜可以在激光对探测器造成损伤之前完成相变,从而可以保护探测器。VO2薄膜可以用于探测器针对强激光的智能防护。