中红外激光技术研究进展

中红外激光技术在激光通信、遥感技术、光谱分析和军事等方面都有重要的作用.介绍了产生中红外激光的各种方式,综述了其技术特点和进展情况.首先介绍了线性光学方法产生中红外激光的技术,如固体激光器、半导体量子级联激光器、自由电子激光器、化学激光器等的进展;然后对基于物质二阶非线性作用产生中红外激光的光学倍频激光器和光参量激光器的进展进行了介绍;最后讨论了中红外激光技术的现状和发展趋势.     

红外导航信标

英国一公司已经研制一种导航信标。这种导航信标,只有装备着红外前视系统的飞机和直升飞机才能探测出来。首批产品已提交美国空军作试验。定名为318型的这种红外前视信标,是以一种扫描CO_2激光器为基础的。这种信标预定用于接近在夜间或不利天气条件下工作的空中支援飞机。它部署在前沿阵地,能修正航路、控制攻击飞机到选定的目标。其他应     

红外系统对入射激光的回射特性研究

介绍了红外系统的光学特性,从理论和实验上验证了激光辐照典型红外系统产生的回射激光。通过实验测 量了红外系统内光学元件产生回射激光的效率、光斑尺寸,分析了对回射激光光斑的识别。研究结果对充分利用回射激 光,开展激光对红外系统的主动跟踪、识别闭环具有一定的实际意义。     

共孔径红外/激光双模成像导引头系统研究

针对巡航导弹以及各种对地攻击的灵巧炸弹的末制导段．提出了一种共孔径红外／脉冲激光（IR／Ladar）双模成像导引头系统设计方案,可用于对地面固定目标和各种可重定位（Relocatable）目标进行精确地识别和跟踪。该系统采用了被动红外和主动脉冲激光两种成像模式．以被动红外成像来辅助导引头对目标的搜索和捕获．以主动激光雷达成像来完成对目标的精确识别和跟踪．并且被动红外与主动激光成像系统共用一套光学系统,这样既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场的要求,又满足了目标识别跟踪阶段的高分辨率要求。     

多波长荧光激光雷达测生物气溶胶的数值模拟计算

多波长荧光激光雷达系统用来在生物气溶胶或烟尘到达地面之前进行远距离探测,该系统是一种主动遥感系统,同时具有紫外和红外探测的能力.紫外波长能够提供对生物气溶胶云近实时的探测,并具有一定的分辨能力;红外波长的使用扩大了系统对气溶胶云的探测距离.文中对系统进行了简单描述,同时估算了激光诱导荧光技术探测生物气溶胶的能力,对白天和晚上探测生物气溶胶粒子的信噪比进行了数值模拟,分析了影响信噪比的因素,对实际系统的构建具有指导意义.     

大容差中波红外激光通信终端光学天线研制

为了降低激光通信光学系统公差要求,节省研制成本,减小大气散射对激光通信链路的影响,采用波长工作在大气窗口的中红外激光器作为激光通信光源,研制了与之匹配的中波红外激光通信终端光学系统。首先,利用激光通信能量链路传输方程,根据中波红外激光器光束参数和接收端探测器灵敏度,计算出光学天线口径、发散角等设计参数,并给出激光通信收发光学系统波像差要求。接着,利用ZEMAX软件进行了中红外激光通信收发光学系统的设计与公差分析,对两系统进行了加工、测试,完成了系统研制。测试结果显示,中红外激光通信发射光学天线光学传递函数与理论值最大偏离9.3%,接收光学系统波像差RMS为0.075λ (λ=4.7 μm),满足设计要求。结果表明:采用中红外激光作为激光通信光源可降低光学天线的加工装调难度。     

远距离目标识别

九十年代战斗机飞行员也许不会看运动着的坦克、桥梁、跑道、掩体内的飞机之类的地面目标.按程序定位、识别与攻击目标的远距离投放器发射的子弹药或空对地导弹要经受危险的最后攻击阶段.这就是瞄准阶段,但是研究能实时地在昼夜各种条件下实现瞄准的合适的传感器、算法和高速图象处理技术便成了主要任务.采用雷达或红外(IR)频带的被动式或主动式传感器是提供远距离“发射后不管”能力的方案 理想的办法是采用能远距离产生高分辨率图象的被动式传感器,以便对一般环境下的地物干扰中的小型目标进行搜索、截获、目标分类、识别、锁定与跟踪.工作环境可以是白天与夜晚或由于天气或烟雾而能见度降低、伪装或遮蔽,这些会限制导引头的有效性.各种传感器方案有下列特点.     

中红外砷酸钛氧钾光参变振荡器的实验研究

为了得到高能量中红外激光输出,对电光调Q灯抽运1064nm Nd:YAG抽运复合腔砷酸钛氧钾(KTA)光学参变振荡器(OPO)作了实验研究,在工作频率1Hz时得到OPO输出单脉冲能量6mJ,信号光脉宽10ns,闲频光波长407nm,能量11mJ.在5Hz～40Hz范围单脉冲能量随重复频率增高而降低.实验中采用的复合腔抽运技术有利于提高转换效率,降低起振阈值.使用上述光源对中红外成像器件作实验,在成像系统监视器上观察到激光光斑.这一结果对中红外激光器的研究是有帮助的.     

激光主动成像图像制导导引头设计

提出了一种采用半导体激光器、基于DSP的距离选通和连续激光切换成像的激光主动成像图像寻的导引头设计方案,分析计算了方案中关键部件半导体激光器、接收CCD、发射光学部分、接收光学的性能指标,最后指出了半导体激光主动成像图像处理单元相比红外图像、微波图像等自身独有的特点.方案中设计的导引头能够在雨、雪、雾等较恶劣的天气及白天、黑夜使用,是一种发射后不管,全天候作战的导引头.     

大气光通信信道特性及相位补偿技术研究

大气湍流使光载波的强度和相位在空间和时间上都呈现随机起伏,从而极大地降低了激光通信系统的性能.基于大气湍流信道的特点,分析了各种湍流效应对大气激光通信系统性能的影响,介绍了自适应光学相位补偿技术在大气激光通信系统中的应用进展,特别指出基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的自适应光学技术由于具有诸多优点,在未来的大气激光通信系统中可能有较为广阔的应用前景.     

激光直写制备衍射光学元件的研究及应用

衍射光学元件作为一种典型的微光学元件,其体积小、质量轻、设计自由度多、成像质量良好,在光学成像、光学数据存储、激光技术、生物医学等领域具有广阔的应用前景。随着现代光学系统的不断发展,对衍射光学元件的加工效率和制备精度提出了更高的要求。激光直写技术凭借加工精度高、工艺简单、灵活性好等优势,成为制备高精密仪器中关键光学元件所必需的一种加工方式。针对不同的加工需求,开发了多种激光直写系统,并在应用过程中不断地改进升级。另外,突破衍射极限的飞秒激光微纳结构制造技术,能够获得更高的加工精度和更好的分辨率,为微光学元件的制备提供了新的方法。首先介绍了激光直写技术的特点;其次综述了衍射光学元件直写加工技术的研究进展,包括直写技术的影响因素、激光直写系统和多光束加工技术;接着介绍了衍射光学元件的典型应用,如红外成像、色差校正、光束整形、图像显示;最后,对激光直写技术制备衍射光学元件存在的问题和未来发展趋势做出了总结。     

卫星激光威胁告警技术

激光威胁告警是一种用于截获、测量、识别、定向敌方激光威胁信号并实时告警的光电侦察技术,是光电对抗技术的重要组成部分。激光威胁告警器能够快速、可靠地识别激光威胁信号,确定威胁源特性和精确方位,判明威胁等级,并迅速产生告警信号,使光学载荷或卫星有足够的时间采取相应的防御措施,保护系统免受激光的致命攻击。本文对卫星激光威胁告警技术进行了探讨,提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的激光威胁方位探测方法。研究结果表明,这种体制的告警技术对于脉宽50 ns以上的激光脉冲,可在±1°范围内,获得优于1 mrad方位分辨力;而且可以通过光学镜头设计,扩大接收视场,满足卫星光学载荷或卫星平台的告警视场需求。     

中红外激光技术及其进展

3～5μm波段激光在民用和军用两方面都具有重要作用.文中简要介绍了产生中红外激光的各种方式,并分析其优缺点,从两个方面综述了中红外激光源的进展情况.首先介绍了半导体量子级联激光器、固体激光器、自由电子激光器、化学激光器、气体激光器等线性光学方法产生中红外激光的进展;然后对基于物质二阶非线性作用产生中红外激光的光学倍频、差频和光参量激光器的进展进行了介绍;最后指出了中红外激光技术的发展方向.     

烟雾干扰光学制导武器的有效性分析

根据光学制导武器的作用距离方程,分别给出了烟雾干扰激光半主动制导武器、红外点源制导导弹和红外成像制导导弹的有效性条件.在此基础上计算了在典型战术条件下,烟雾材料的使用量.计算结果表明为有效干扰先进的光学制导武器,烟雾材料的使用量比较大.最后以激光半主动制导武器为例,研究了将隐身技术与烟雾干扰综合使用时的干扰效果.研究表明,隐身技术的使用可有效地降低烟雾材料的使用量.     

试验通信卫星的发射任务中高精度激光测距和红外跟踪技术起了重要作用

我国于今年四月八日成功地发射了一颗试验通信卫星,受到了全世界的关注和重视。在这次发射任务中,高精度激光测距和红外跟踪技术在对卫星运载火箭飞行的跟踪和测量中起了重要作用。特别是激光测距系统,不仅实现了光学经纬仪的单站定轨技术,而且为运载火箭的安全控制系统提供了实时的、低错误率的距离信息,为全程十多台无线电雷达设备提供了盲区内的引导信息。激光测距系统与红外跟踪系统是和光学电影经纬仪有机组合成一体。其外形见照片,其中激光强电电源因在下面机房、激光合作目标在第二级运载火箭箱     

无线激光图像传输收发电路的设计与实现

设计并实现了激光发射与接收电路模块,每个模块主要由激光收发电路、数据处理器、存储器和视频转换电路等4部分组成,具有体积小、使用灵活的特点.重点介绍了622 Mbit/s高速激光收发电路的设计.研究并实现了对视频数据流的时序控制,如有效图像数据的提取与重新组合、存储等,采用曼彻斯特编码保证了激光信号接收与时钟恢复的稳定.在使用一组简易光学天线的情况下,理论通信距离大于6 km,并成功地完成了距离大于100 m的实验.结果表明:该系统可以稳定地传输图像,适合地面短距离高速接入等应用,为进一步研究无线激光通信技术提供了实验平台.     

测量飞行器的空中速度

法国Cronzet公司研制的激光空速和地面速度测量系统正接近初步飞行系列试验的尾声，该试验在直升飞机上进行。     

中红外连续波光学参变振荡技术研究进展

中红外连续波光学参变振荡技术是非线性变频领域关注的热点。它在激光通信、光谱学研究、遥感技术以及军事上的红外对抗等方面具有重要的应用。分析和对比了用于中红外输出的非线性晶体的主要特性,简单综述了国内外中红外连续波光学参变振荡技术的实验与理论研究情况,并基于研究现状提出其未来一些的研究方向。目前,中红外连续波光学参变振荡器能够实现3～5μm范围,输出功率范围在百毫瓦到十瓦之间的高稳定性、宽调谐的光输出。随着激光器技术的发展和周期性极化晶体性能的进一步提高,下一步有望在更大调谐范围内实现更高功率的中红外连续激光输出。     

无线电电子学的应用

P225.22005041906基于FPGA和DSP的多用激光雷达信号处理器/唐林波,夏桂芬,李静,赵保军,韩月秋(北京理工大学电子工程系)//激光与红外.―2004,34(6).―475～477.介绍一种基于FPGA和DSP的多用激光信号处理器,通过对FPGA和DSP进行不同的编程,既可以用于激光成像系统,也可以用于激光测距系统.详细地介绍了其硬件组成以及应用于不同系统时FPGA和DSP内部的编程实现.图3表0参3P225.22005041907一种简易的激光测距能力检测方法的研究/王海先,王海燕(华中光电技术研究所)//激光与红外.―2004,34(6).―428～429.介绍了一种简单易行的激光…     

动态变形伪装技术对抗红外成像制导武器打击可行性研究

红外成像制导武器精度高、抗干扰和全天候工作能力强、打击距离远,在复杂背景条件下具有捕获、识别、锁定和跟踪目标的自动决策能力,尤其适合攻击纵深的地面固定目标。在高技术兵器迅速发展的今天,已成为各国重点研究和发展项目之一,对国防工程生存构成严重威胁。文中对红外成像制导过程中的目标跟踪机理作了分析,提出了利用动态变形方法对抗红外成像制导武器攻击的思路。