激光导引头探测能量分布的建模与仿真

为了实现光电对抗装备对抗效果的评估,为某型激光导引头仿真模型的子模型建立了四象限探测器模型并进行了数学仿真。提出了快速计算激光光斑落在四象限探测器每个象限的光斑能量的方法,即激光光斑象限能量分割模型,弥补了传统和差电路定向法的不足。结果表明,建立的四象限探测器模型能够模拟四象限探测器的工作过程,并且具有易实现、运算速度快等优点。这对于提高某型激光导引头数学仿真系统的可信度和真实性,以及提高该系统的实时仿真速度是有帮助的。     

激光导引头四象限探测器偏差信号特性研究

为了分析四象限探测器偏差信号对激光导引头探测定位精度的影响,在激光导引头四象限探测器探测定位原理的基础上,采用计算机建模仿真的方法,研究了入射光斑大小、分划线宽度和背景光强度对四象限探测器偏差信号的影响。结果表明,入射光斑变大,四象限探测器的灵敏度会变低,动态跟踪范围变大;分划线宽度在探测器串扰允许的范围内越窄越好;背景光降低了四象限探测器的灵敏度。该研究结果有助于提高激光导引头四象限探测器探测定位精度。     

一种新型光电定向系统的设计与实现

叙述了采用650 nm激光器作为发射光源,用四象限光电探测器作为接收器,将接收到的4路信号通过放大、展宽电路,然后经过A/D转换器和单片机,准确地测量目标光源的方位。通过两维手动平移台控制激光器,并通过两维电控平移台控制四象限探测器,可以准确地得到光斑中心的坐标,然后通过上位机软件在计算机上直观地显示光斑的移动轨迹。该系统具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点。     

基于四象限探测器的互瞄技术研究

空间位置传感中互瞄精度是影响全景立体相机和 激光雷达联合标定的主要因素,针对目前通用的望远镜互瞄十字丝法 精度瞄准过程繁 琐及操作难度大等问题,提出了利用激光器和四象限光电探测器实现两台仪器间互瞄的 新方法。在两台需要互瞄的仪器 设备上分别安装一个激光发射器、四象限探测器及粗瞄器,通过粗瞄使激光光束照射到 四象限探测器光敏面上, 根据四象限探测器4个象限电压输出得到光斑中心相对于光敏面中心的偏移量,通过适当调 整仪器位置姿态实现互 瞄对准。仿真分析和实验结果表明,四象限探测器的对准精度可满足仪器间互瞄的要求,相 比于望远镜互瞄十字丝法操作简便,为联合标定提出了一种新思路。     

基于四象限探测器的激光稳定集成化系统设计

为了提高激光光斑中心的定位精度,实现激光稳定输出的功能,提出了基于四象限探测器的激光稳定集成化系统。首先,根据四象限探测器的工作原理,对四象限探测器上光斑的中心位置和偏差量进行理论计算和分析,然后融合计算机信号处理技术和控制技术对四象限探测器信号进行闭环控制,并将四象限探测器和光学元器件集成在多轴笼式结构中,完成了激光稳定集成化系统设计。多次实验数据结果表明：该系统能100%完成对光斑中心的定位,稳定性达到94.74%,3次实验误差的差值最大为2.422μm。     

激光半主动导引头光学系统设计

激光制导导引头是当今最常用的制导装置,本文设计的激光半主动制导导引头由光学接收系统和一个四象限探测器组成。本文对四象限探测器的工作原理进行了分析介绍。结合激光器的发射功率、作用距离与四象限探测器的参数,对导引头光学系统参数进行了计算与分析,得到了系统入瞳的最小尺寸。应用ZEMAX软件对激光半主动导引头的光学系统进行了优化设计,并通过包围圆能量曲线、光斑均匀性等对光斑质量进行了评价。使用MATLAB软件对能量曲线进行拟合,根据拟合曲线对光斑的能量分布进行评价。     

自由空间激光通信四象限探测器性能研究

在自由空间激光通信中,精跟踪单元的探测器经常选用四象限探测器(QD),探测器的性能影响跟踪精度,为了研究四象限探测器在不同条件下的性能,提出变步长的方法,分析光斑大小对动态范嗣和探测灵敏度的影响情况,在满足仿真精度的前提下,缩短了仿真时间.在光斑能量服从高斯分布的情况下,分析背景光、光电响应度和死区对动态范围和探测灵敏度的影响,特别研究非均匀背景光的影响.结果表明,随着光斑半径的增加,光斑位置检测的动态范围在增大,位置探测灵敏度在降低.相同光斑半径条件下,对于服从艾里分布的光斑的位置探测灵敏度高于服从高斯分布的光斑,而动态范围小于后者,非均匀背景光对探测器性能的影响比均匀背景的影响大.     

象光斑和四象限探测器象限面积大小关系的理论研究

通过分析象光斑与四象限探测器象限面积大小关系的分析，发现在四象限探测器象限面积确定的情况下，象光斑的大小对有效可测范围有很大的影响，合理选择象斑大小十分重要。根据四象限探测器光电二极管面积选择了象光斑面积之后，根据设计的物距就可以确定出合理的接收透镜直径和焦距。     

一种引力波探测用高灵敏度四象限光电探测器

针对引力波探测空间天线激光干涉仪对四象限光电探测器提出的低噪声、高灵敏度、高带宽的要求,设计了一种四象限光电探测器芯片与读出电路混合集成的低噪声光电探测器.四象限光电探测器芯片采用四个性能一致的双耗尽区InGaAs PIN光电二极管单片集成结构,以降低二极管电容,减小象限间隔,提高灵敏度.通过PSPICE软件对由探测器芯片、低噪声跨阻放大读出电路构成的探测器模块进行了仿真,优化了电路参数,计算出相应的增益、带宽、噪声功率密度.性能测试表明,研制的集成式探测器模的-3 dB带宽为28.3 MHz,等效噪声功率密度为1.7pW/Hz1/2,象限增益一致性为0.76％,基本满足空间激光干涉仪的需求.     

基于四象限探测器进行太阳跟踪的偏差分析

为了实现基于四象限探测器的太阳自动跟踪,首先分析了四象限光电探测器工作原理,并说明了选择四象限探测器的依据,介绍了使用四象限探测器进行太阳跟踪的装置,深入研究了太阳光斑几何位置与小孔光阑、四象限探测器安装位置可能存在的偏差影响,对四象限探测器与Ⅰ-Ⅴ转换电路系统进行了一致性分析,评价了一致性对跟踪精度的影响,最后介绍了跟踪时四象限探测器电压值存在偏差的原因和合理性.实验证明,基于四象限探测器的跟踪装置适用于高精度太阳跟踪.     

迈克耳逊干涉条纹计数器的研制

文中计数器主要由信号接收、信号调理放大、模数转换、信号处理及计数显示几部分组成,其中信号处理以Atmel 89C52为中央处理器,信号接收所用的传感器由光电二极管阵列构成,对激光波段敏感并且能够有效抑制紫外和红外波长的光,信号放大器采用直流模拟调制技术,避免了大多数隔离放大器模块所存在的电磁干扰问题。实验证明,该计数器操作简单,缩短了测量时间,提高了计数精度。     

Time-Division Multiplexing Fiber Grating Sensor With a Tunable Pulsed Laser

A novel time-division-multiplexing fiber Bragg grating (FBG) sensor with a tunable pulsed laser is proposed and demonstrated. A tunable pulsed fiber laser based on a matched FBG is applied. The wavelengths of the sensing FBGs are obtained by detecting maximum voltages with a photodiode, which avoids a complex demodulation process. The advantages of the sensor include simple structure, high signal-to-noise ratio, and the sensing signals obtained by detecting the maximum voltages     

激光熔覆制造中的粉末输送检测与控制技术

针对激光熔覆制造过程中存在的粉末输送不均匀问题,提出了一种基于光电传感器的粉末流量检测与控制方法.在分析粉末流对光线的吸收特性的基础上,设计了一种新型的光电式粉末流量传感器.该传感器采用红色发光二极管作为光源,二极管所发出的光线经粉末流散射后照射到光电变送器上.通过信号调理可以将传感器输出电压信号与粉末流量相对应.对该传感器进行测试,试验数据表明:粉末流量与传感器输出信号具有较好的线性相关度.为实现粉末流量控制,基于模糊PID控制策略,开发了一套采用PIC单片机作为控制元件的粉末流控制器,对辊轮式送粉器的粉末传榆进行流量控制,粉末流量稳定性提高60%以上.     

激波对前置激光引信光程影响分析

前置激光引信发射系统的脉冲红外激光先到达目标,而后回波的激光脉冲信号又到达光敏管激光探测接收器表面,在超音速条件下要依次穿过附面层-剪切层-激波-大气层-激波-剪切层-附面层,最后聚焦在光敏面上。由于激波对前置激光引信在激光光路中的影响,从而使在静态下采用的一些距离判定方法与实际飞行过程中的应用有较大的偏差。提出了超音速条件下激波对前置式激光引信光程影响的模型,并以某弹型进行光程差分析,使用Matlab计算出不同的弹速下光程的差值,为超音速下激光引信或激光武器的探测提供了一种可行的误差分析方法。     

连续激光辐照CMOS相机的像素翻转效应及机理

为了研究激光对CMOS图像传感器的干扰效果,利用632.8 nm连续激光开展了对CMOS相机的饱和干扰实验。随着入射激光功率的增加,分别观察到未饱和、饱和、全屏饱和等现象,并发现,在全屏饱和前,功率密度达到1.4 W/cm2后,光斑强区中心区域出现了像素翻转效应。进一步加大光敏面激光功率密度到95.1 W/cm2,激光作用停止后相机仍能正常成像,证明像素翻转效应并非源自硬损伤。基于CMOS相机芯片的结构和数据采集处理过程进行了机理分析,认为强光辐照产生的过量光生载流子使得光电二极管电容上原来充满的电荷被快速释放,使得相关双采样中的两次采样所得信号Vreset与Vsignal逐渐接近,是输出像素翻转的一种可能原因。     

High speed SOI CMOS image sensor with pinned photodiode on handle wafer

We have fabricated SOI CMOS active pixel image sensor with pinned photodiode on handle wafer. The structure of one pixel is a four-transistor type active pixel image sensor, which consists of a reset and a source follower transistor on seed wafer, and is comprised of a photodiode, a transfer gate, and a floating diffusion on handle wafer. The photodiode could be optimized for better quantum efficiency and low dark currents because the process of a photodiode on handle wafer is independent of that of transistors on seed wafer. Most of the wavelengths are absorbed within the visible range, because the optimized photodiode is located on the handle wafer. The response time of SOI CMOS active pixel sensor was about 2 times faster than that of bulk CMOS active pixel image sensor.     

Low-Noise Large-Area Quad Photoreceivers Based on Low-Capacitance Quad InGaAs Photodiodes

We report a large-area quad photoreceiver (2 times 2 array) having an equivalent input current noise density of <3.2 pA/radicHz per quadrant up to a 3-dB bandwidth of ~20 MHz. The low-noise photoreceiver performance is enabled by a 1-mm diameter quad p-i-n InGaAs photodiode having 2.5-pF capacitance per quadrant at 5-V reverse bias.     

岸基光电监视系统发展趋势和典型系统分析

主要阐述两种岸基光电监视系统：一种是电视／激光组合岸基光电监视系统；另一种是以红外为主的岸基光电监视系统。电视／激光组合岸基光电监视系统主要传感器是电视跟踪器和激光测距仪。典型产品是意大利４６６型自动电视／激光组合系统。以红外为主的岸基光电监视系统主要传感器是红外热像仪，有时还和电视摄像机、激光测距仪组合使用，这是目前广泛使用的岸基光电监视系统，其突出优点是夜视功能，且采用被动方式、隐蔽性好，列出     

中波红外固体激光器的指向监视系统

高重频3~5 m中波红外固体激光器由于其多方面的潜在应用而受到了广泛的重视,但由于其本身固体激光的特性,在传输过程中难免受到本身腔体温度梯度及外界环境振动的影响,而产生指向上较大的抖动和漂移,难以用于对指向精度要求较高的场合,需要在激光器出口处加入监视对准系统来抑制激光指向的抖动和漂移。因此,拟采用两种不同的探测器（四象限探测器和热释电探测器）作为此种激光器的监视对准元器件,对其在监视对准系统中的性能进行了对比试验分析。结果表明:两种监视系统得到的激光指向抖动的P-V值都在9左右,热释电探测器的指向监视误差为5.39。四象限探测器相比于热释电探测器具有更高的响应带宽,而热释电探测器由于基于图像的方法更加直观,因此,对于中波红外激光器而言,可以根据实际使用需要来选择相应的探测器以搭建指向监视系统。     

Characteristics of p-i junction amorphous silicon stripe-typephotodiode array and its application to contact image sensor

Various sandwich structures of photodiode arrays using hydrogenated amorphous silicon films fabricated under similar process conditions were compared. As a result of this comparison, the p-i junction amorphous silicon stripe-type photodiode array was studied. This photodiode array has the same excellent sensor performance characteristics for contact image sensors as the p-i-n junction type, and it has a similar process. A contact image sensor using this photodiode array with eight elements/mm resolution and A4 size is discussed. This compact, high performance sensors was applied to GIII facsimiles