方位瞄准中的高精度小角度的检测

利用激光干涉进行角度检测时对激光频率稳定性的要求很高，本文采用一种实用的方法降低了检测用激光器频率稳定性的高要求，降低了检测的成本，同时满足了检测的要求。     

利用光谱测量脉冲激光频率的稳定性

多普勒测风激光雷达中脉冲激光频率的稳定性是一个重要参数.使用高分辨率F-P标准具的多光束干涉法来测量脉冲激光频率稳定度.其原理是将脉冲激光的多光束干涉成像到面阵CCD上,通过测量中心干涉环直径的变化来获得脉冲激光的频率稳定性.利用此方法对波长为1.064μm,重复频率为1 Hz的被动调Q Nd:YAG激光器,连续测量20 min,获得1 200幅图像.通过对这些图像进行移动平均、阈值选定、循环比较、三阶样条插值等数值方法处理,结果表明其长期稳定性优于10-7.     

利用激光多普勒外差原理对振动物体测量及分析

为了测量低频振动物体频率和振幅,采用激光多普勒测量和外差相干检测方法,建立一个利用激光外差干涉技术测量多普勒效应的实验,进行了理论分析和实验验证,取得了频率标准偏差数据。结果表明,系统检测物体振动频率,并对振源频率500Hz进行测量并且验证有效性,测量标准偏差小于5.610-8;系统信号探测强度和物体振幅呈线性关系,证明随压电陶瓷电压降低探测振幅强度减小。这一结果对了解振动目标特性是有帮助的。     

原子干涉仪中激光频率和光强控制系统的设计

为了对铯原子外态干涉仪的激光束精密控制,设计了一套适用于多种需求的激光频率和光强控制系统。该系统基于声光调制器,并集成了激光移频、光强稳定和光强调制等功能。首先,根据原子干涉仪的原理,提出对激光的要求和指标。接着,按照提出的要求设计了集成锁相频率合成器等硬件电路系统和LabVIEW软件控制系统。最后,对所开发的系统进行了实验测试。实验结果表明:系统的移频范围可控制在100~200MHz;光强稳定性好,采用稳光系统后输出光强的波动减小为2%。设计的这套系统功能齐全,可靠有效,实现预期目标,满足原子干涉仪对光学系统的要求。另外此系统还可以应用到其他需要系统中,比如原子钟、原子干涉重力梯度仪等。     

F-P腔锁频压窄窄线宽激光器输出波长精度测试

基于谐振式光纤陀螺系统要求窄线宽、高稳定性激光输出以满足谐振信号频差检测要求,设计了两种不同光路锁频系统并搭建了测试平台,利用波长计实时监控窄线宽激光器锁频前后两种状态下波长的变化情况。对方案二设置两种不同的仪器锁频参数,分别对激光器输出波长的锁频精度进行监控分析,得到不同设置参数可导致锁频精度降低1倍。两种方案测试结果均为锁频后的激光波长变化幅度仅为锁频前的0.2倍,且曲线频率变化光滑平缓,很大程度地压窄了窄线宽激光器输出波长变化幅度,波长变化稳定性得到了很大改善,提高了锁定信息反馈的实时性。进一步实施窄线宽激光谱线的压窄以及PI电路对窄线宽激光频率的有效快速跟踪锁定提供技术支撑。     

可移动光学超稳腔的研制及其稳定性测试

可移动超稳腔可以减小环境振动对激光稳定性带来的影响,适合振动强度较大的运输条件。本文展示了一种由低膨胀系数玻璃制作的光学谐振腔,并测试了激光锁定到该可移动超稳腔的频率稳定性。支杆固定于金属热屏蔽罩内的机械设计使其具有良好的稳定性和可移动性。采用短延迟自外差干涉法测量了激光器锁定到超稳腔后的线宽,并且借助振动平台测试其稳定性。实验发现锁定后的激光器线宽和振动频率存在线性关系,激光器线宽会随着振动加速度增大出现饱和效应。去除振动时激光线宽可以恢复到无振动时的数值,证实该超稳腔具有较高稳定性。     

高重复频率脉冲激光谱线宽度的测量方法

本文介绍了一种用扫描标准具配合检测系统测量重复频率脉冲激光线宽的方法,分析了造成测量误差的几种相关因素,并指出了测量中应该注意的几个问题,实验测定了几种不同染料激光器输出激光的线宽.     

四川省计量测试研究所建立了激光全息干涉检测装置

四川省计量测试研究所根据国家计量总局下达的“光学材料均匀性激光全息干涉检测”的课题内容的要求，研制了一台激光全息干涉检测装置。四川省标准计量管理局受国家计量总局的委托，于一九八三年十一月二十三日至二十八日在成都主持召开了激光全息干涉检测装置技术鉴定会。北京、上海、     

用前馈控制方法提高连续紫外激光器的调谐性和稳定性

连续可调谐的紫外激光一般通过红外或可见激光进行外腔倍频获得,然而倍频腔锁定电路的带宽限制了激光器的调谐性能。将前馈控制方法用于中性汞原子激光冷却的四倍频紫外激光器,即在调谐基频激光频率的同时,同步调节级联的两个倍频腔。这不仅降低了激光器频率调谐中引入的功率噪声,还提高了紫外激光器的频率调谐范围,使得紫外激光器的调谐能力得到大幅提高。通过汞原子的亚多普勒磁致双色光谱进行激光频率锁定,发现前馈控制电路的应用能降低激光的频率噪声。在汞原子光谱和激光冷却实验中,紫外激光的可调谐性和稳定性的提高将会带来很多优势。     

红外波段双线He-Ne激光的频率稳定

本文介绍了用于绝对距离干涉计量的3.39μm波段双线He-Ne激光的稳频工作的背景、要求和所采用的方法,分析了稳频伺服环路,说明了稳定性实验的理论依据并给出了实验结果。     

一种使用双棱镜的动态小角度测量方法

提出一种基于正切关系和相位调制技术的动态小角度测量方法.使用双棱镜组成干涉测量臂引导两束平行光至分束棱镜处干涉,通过提取携带被测信息的干涉信号的相位实现动态的小角度测量.由于采用位置探测器(PSD)对测量臂中两平行光束的间距进行测量,简化了测量方程,消除了装置中双棱镜必须对称放置的要求.通过正弦地改变半导体激光器的注入电流在时域内实现对干涉信号的相位调制,形成准外差干涉测量模式,提高了光程差的测量精度.实验验证了该方法的可行性,并讨论了影响小角度测量精度的误差因素.研究结果表明,基于该方法的动态小角度的重复测量精度可达到10-8rad数量级.     

基于激光自混合干涉的高精度角度测量方法

针对光学高精度角度测量技术的需求,基于激光自混合干涉技术提出一种高精度角度测量方法。建立了激光自混合干涉技术高精度测量角度的系统模型,利用干涉条纹计数法分析出目标物体具有角度变化时,外腔长度产生的变化量,并通过激光三角法测量原理计算出目标物体旋转的角度,从而构建出精确的角度测量系统。实验结果表明:该测量系统在±0.4°角度范围内测量精度可达(±3.1×10-3)°,具有精度高、速度快等显著优势,是对现有高精度角度测量技术的一种有益补充。     

小型大瞬时视场光学探测系统优化设计

基于小口径和瞬时大视场激光制导武器平台的要求,提出了一种小型捷联折射式离焦光学探测系统方案。该方案根据捷联式激光半主动目标探测模型和理想离焦光学系统模型得到激光制导理想光学系统参数,并以此参数为基础,使用ZEMAX软件进行优化,设计了工作波长为1 064 nm的离焦光学探测系统。该系统临界有效探测半视场为5.89,临界探测半视场为13,长径比为1.27,较好地解决了整流罩引入的像差问题,并且光斑重心位置与目标位置偏差角存在线性关系。验证实验结果表明该离焦光学探测系统误差小于0.15,满足大视场下目标位置偏差角探测的要求。     

激光干涉任意转角测量的信号线性化处理方法

激光干涉测角技术由于受到测量原理非线性的限制,大多只能用于小角度的测量。为了增大测角范围,提出了一种将测量原理进行线性化处理的方法,以实现任意转角的干涉测量。采用空间上互相垂直放置的2套干涉系统分别获得两路正交信号,将所得到的正弦信号和余弦信号的差值作为输出信号,这样处理后输出信号和被测转角之间基本上呈线性关系。对这种方法进行了理论分析及实验验证。实验结果表明．处理后信号的线性得到了大大的提高,非线性误差减小到信号处理前的1／20。     

Fabry-Perot型告警器入射激光角度的测量

分析了Fabry-Perot型激光告警器的工作原理,讨论了F-P标准具摆动角、入射激光角度与折射角三者之间的关系,设计了计算来袭激光入射角度的方法.以波长为1.064 μm的激光为例,针对4种不同的入射角,对透射光强随摆动角的变化情况进行了模拟计算.利用处理软件,对4种来袭激光入射角度进行了模拟测量,结果表明,能够较精确地测量出来袭激光的入射角度.     

强激光辐照低慢小目标抖动光斑功率密度估计

针对激光毁伤低慢小目标ATP系统跟瞄误差造成的光斑抖动问题,建立激光斜程辐照低慢小目标的高斯分布等效光斑模型。通过仿真,得到特定大气能见度条件下瞄准误差角度、目标天顶角和目标高度的关系曲线,及不同初始天顶角条件下到达目标表面光斑形态及功率密度,并分析辐照天顶角及目标飞行高度对目标表面归一化功率密度的影响,得到了典型低慢小目标尼龙材料激光防御过程中对ATP系统跟瞄误差的要求,为激光防御低慢小目标各项参数设定及自适应系统的完善提供了依据。     

小角度摆动扫描控制系统的分析与实现

激光测距仪对摆动扫描控制系统提出了特殊的要求(摆动幅度为±0.125°,摆动频率为2～8 Hz)。在对系统进行建模与仿真分析的基础上,针对其中存在光栅码盘位置检测精度低、电机驱动电流小、易受外界干扰等问题,提出了一种新的工程实现方法。首先采用有限转角无刷直流力矩电机作为执行元件和挠性枢轴连接,可以减小力矩波动和机械摩擦;然后通过电学细分的方法提高光栅的分辨率;最后采用电流反馈和速度反馈相结合的PID控制策略提高系统的性能。试验结果表明：此方法可以满足摆动扫描控制系统对低转速、小角度、高精度控制的要求。     

共光路干涉式微小楔角的绝对测量

提出一种对于微小楔角的绝对测量方法，这种方法具有很高的系统稳定性和抗干扰能力，测量速度和精度较一般光路也有很大程度的提高。     

非接触刀口角检测仪的设计

为了获得准确的刀口角度, 采用倾角传感器与激光相结合的方法, 设计并制作了一套刀剪的刀口角检测装置。通过实际检测验证, 方案可行, 具有实际应用价值。同时, 该装置具有非接触性、适时性、误差小及测量的角度准确等优点。     

基于无线控制的激光告警测试系统设计与实现

传统激光告警测试系统存在角度测试效率低、编码精度差、安全性低、不便于携带等问题,针对上述问题,提出一种基于无线控制的激光告警测试系统设计方案,通过无线遥控的方式控制告警单元偏转相应的角度,控制激光器发射不同码型的信号,完成激光告警单元的告警指标测试。采用STC单片机内部的可编程计数器阵列(PCA)软件定时器模式,提高脉冲时序的精度,采用无线遥控实现激光的开启与关闭。实际应用表明,该设计方案便于测试告警单元、操作方便,提高了测试效率和安全性。