海上激光斜程传输的大气透过率研究

为了确定激光器的发射功率,研究了海上激光斜程传输的大气透过率.通过对海上激光大气衰减的分析,推导并计算了1.06μm激光斜程传输的大气透过率,绘出了10.6μm激光大气透过率与能见度及传输距离的关系图.最后得出了一些关于1.06μm和10.6μm激光海上斜程大气传输的数据和结论.这对激光武器的研究有一定参考价值.     

激光大气传输衰减的估算方法

在对影响激光大气传输衰减的主要因素进行分析的基础上,从分子和气溶胶衰减、雾的衰减、雨的衰减和雪的衰减等方面,深入研究了1.06μm和10.6μm激光的大气传输衰减的估算模型,并利用Matlab仿真软件分别对其进行了比较分析;最后对激光大气传输衰减的斜程修正问题进行了论述。     

热畸变效应对准直高斯脉冲高功率10.6微米激米传输的影响

本文从描述脉冲高功率10.6微米激光所诱导的大气热效应的基本方程出发,在考虑了大气动力致冷效应和吸收饱和效应的情况下,给出了脉冲高功率10.6微米激光在实际大气中引起的大气密度变化的一般方程式,在此基础上进一步研究包含动力致冷效应和吸收饱和效应在内的脉冲激光在大气中的传输过程中产生的热畸变效应问题。为了比较10.6微米激光与DF激光的传输性能,我们也讨论了DF(P_2(8))在大气中传输所产生的热畸变效应。我们的理论和讨论结果表明:     

高功率激光非线性热畸变效应的实验研究

高功率激光与大气非线性相互作用而产生的稳态和瞬态热畸变效应,在激光武器系统研究中是一个很重要的课题。自1978年以来,我们利用连续和脉冲10.6微米CO_2激光在实验室吸收池中对非线性热畸变效应进行了模拟实验研究,主要进行的实验有如下五个方面:(1)横向均匀风速情况下稳态热畸变实验;(2)旋转光束稳态热畸变实验;(3)具有静止区旋转光束的稳态热畸变实验;(4)10.6微米CO_2短脉冲激光本身热畸变实验;(5)CO_2与脉冲激光同轴的He-Ne激光强度畸变实验。     

海面水雾对激光传输的影响分析

为了研究水雾对激光传输的影响,采用理论分析与设备实测相比对的方法,对水雾的近红外消光特性进行了理论分析和实验验证,取得了海洋环境雾天不同能见度条件下的激光大气传输衰减特性测量数据及同等试验条件下的模拟计算对比数据。结果表明,海洋环境下,水雾是影响激光大气传输的主要因素,其消光系数量级在10-1km-1或100km-1,水雾对激光传输的衰减是大气分子散射和吸收所引起衰减的十几倍甚至几十倍;结合实测数据对经验常数C进行了修正,得到基于能见度的1.06m激光在海雾中衰减的经验公式。所得结果对科学评价激光对抗装备远场效能具有参考意义。     

CO激光大气传输的某些特征

CO激光在4.8～8.0微米范围内有丰富的跃迁谱线。这些谱线有的处在大气透明区范围内,有的却与某些大气组分或一些污染气体的吸收线相吻合。因此,研究CO激光各谱线在实际大气中的传输特性对于大气分子光谱、环境评价、微量气体分析等都具有重要的实际意义。我们用长光程样品池对选支CO激光器各谱线的大气传输特性进行了实验研究。实验装置主要由CO激光光源、外光路系统、样品池及相应的放大记录系统组成。室温XZJ-1     

CO_2激光大气衰减常数测量

本文对10.6μm激光大气衰减作了分析,认为10.6μm激光在大气传输时,以大气分子的吸收和气溶胶的散射衰减为主,大气分子的散射可以忽略。晴天时以吸收为主,阴霾天气时,由于气溶胶微粒密度很高,所以,以气溶胶衰减为主。介绍了在不同地区、不同气候条件下准确测量10.6μm大气衰减系数的方法,并利用这些方法,根据成都、昆明两地区的地域和气候条件,分别测量出了其大气衰减系数β。     

2.06微米的可调谐Ho~(3 ):YLF激光器

麻省理工学院材料科学和工程中心与Sander联合公司研制了一台多掺杂Ho~(3 )∶YLF激光器,这是室温2微米波段工作的低阈值固体激光器。由于这种波长对人眼安全,所以它对大气通讯系统具有吸引力。但已经报道,若激光辐射与每一吸收谱线都一致,则CO_2的4v_2 v_3组合带的吸收之大,足以在短程范围内引起相当大的光束衰减(α～0.8公里~(-1))。因此必须控制激光波长输出,以便将其工作波长限制在CO_2吸收谱线之间的窗内。     

1.06μm激光大气衰减系数理论计算模型研究

气溶胶的复杂性及难以现场测量性造成了1.06 μm激光传输特性与气候、地域密切相关且难以计算.在经典大气传输理论模型的基础上,提出了1.06 μm激光大气衰减系数理论计算模型的构建方法,将理论计算与实际天气情况相结合,实现了1.06 μm激光衰减特性的实时计算,简化了激光大气衰减特性的工程计算.通过绥中地区不同能见度下激光衰减系数的实测实验,得到了2.5 km、3 km、5 km、10km、12 km、14 km、20 km七种能见度下的1.06 μm激光大气传输衰减系数,构建了绥中地区激光大气衰减系数理论计算模型,验证了该方法的可行性.     

激光在临近空间中的传输特性研究

基于大气分层理论,分析了临近空间环境的特性,同时利用Beer定律和Markov模型分别对激光在临近空间中传输的衰减效应和湍流效应进行了计算和仿真。结果表明：O3分子的吸收、气溶胶粒子的散射和高空大气分子的散射是造成激光衰减的主要因素,30km高空以上激光已很少受到湍流效应的影响,并且常用的1.06μm激光比10.6μm激光的光强闪烁小,更适于在临近空间中进行传输。