激光主动探测系统的探测能力分析

为了能够准确获取"猫眼"光学系统激光反射回波信号方向性和发散度的信息,基于光学系统"猫眼"效应和高斯光束的变换规律,依据激光大气传输的衰减和强度闪烁特性,给出了激光主动探测系统回波能量衰减和起伏的数学模型.结合野外试验分别对焦平面光学系统和离焦光学系统的关键指标进行了工程计算、分析论证和比较,结果表明:在激光主动探测系统探测识别时,可根据回波信号强度来识别不同类型的目标:同时对激光在大气传输中能量的衰减和光强的起伏进行了工程计算和分析论证,结果表明:大气湍流会大幅度降低激光主动探测系统的探测距离.     

基于猫眼效应的窃视目标检测研究

基于激光主动探测时光电设备表现出的猫眼效应,搭建了基于CCD的激光主动探测系统,提出了一套基于背景差分的窃视目标检测算法。该算法在激光脉冲的间隔,同时采集激光主被动图像,根据窃视目标与普通漫反射物体的回波强度差异,并分析目标的空间特征和形状特征,利用背景差法检测窃视目标。实验结果表明,与利用单帧图像的检测方法相比,该方法在半径为5 m的作用范围内,可有效、快速的将窃视目标从背景中检测出来,并且不受场景和光照的限制。通过对20个不同场景环境进行实验,该方法正确率达到95%,高于利用单帧图像的检测方法,并且每帧的检测时间在0.015~0.021 s内,满足实时性需求,验证了本文系统搭建方案的正确性与软件处理算法的有效性。     

基于"猫眼"效应的激光回波功率理论分析

激光主动侦察技术是利用光电系统的光学窗口对入射激光具有很强的反射回波的"猫眼"效应来实现对复杂漫反射背景中的光学窗口侦察、定位.对基于"猫眼"效应的激光回波功率从理论上给出了详细的公式推导,并进行了应用分析和定量计算.这对激光主动侦察中的激光器功率、作用距离等参数选择有着重要的意义.     

基于CCD成像技术的绿激光反狙击系统

为解决反狙击中主动探测、准确干扰等问题,根据“猫眼效应”和新的干扰机理设计了基于CCD成像技术的绿激光反狙击系统．该系统由红外LED探测光源、CCD接收端、监控系统及绿激光器4部分组成．系统用红外LED光源代替红外激光光源模拟远距离试验效果,利用平凸透镜对红外光成像进行矫正;使用了滤光片和监控软件降低外界环境光线的影响,提高了信噪比,实现实时显示;运用绿激光致盲效应,实现了快速、准确、高效干扰;利用软件在实时显示屏上标出10,20和29m距离时干扰区域,转台带动组合的CCD和绿激光器至干扰区域实现干扰．最后通过实验验证该系统的可行性,并从理论上得出致盲激光脉冲能量与干扰距离的对应关系．     

基于猫眼效应计算离焦量对反射光光强的影响

本文针对猫眼效应,利用付立叶光学,提出了一种近似计算离焦量对反射光光强影响的方法。并对结果进行了定性分析,同时在实验的基础上,讨论了离焦量对反射光的影响程度。     

调制器失调下的大视场猫眼回波特性分析

基于猫眼效应的逆向调制激光通信系统可以实现更快的通信速率,但是在实际应用中系统一般为非理想状态,其中调制器失调对猫眼回波分布有着重要的影响。基于柯林斯衍射积分公式建立了调制器失调下的大视场猫眼回波分布模型,理论分析了调制器俯仰角与入射角的关系以及两者对回波分布的影响规律并进行了实验验证。结果表明:调制器俯仰角和入射角共同影响回波光斑的形状,若两者取值符号相反,可减弱产生的影响。利用这一特性可以增强回波强度,改善猫眼逆向调制通信系统的性能。     

猫眼逆向调制通信链路信噪比分析

猫眼逆向调制激光通信比其他逆向调制通信方式的通信速率更快,其原因是通信链路逆向调制端的猫眼结构可以实现匹配尺寸更小的调制器。本文在柯林斯衍射积分公式的基础上得到经过大气衰减作用的猫眼激光回波接收功率,并进一步结合光电探测器噪声和大气湍流引起的闪烁效应,仿真分析了通信距离、湍流强度、激光波长、入射角度、猫眼孔径和接收口径对接收端信号信噪比的影响。     

激光照射“猫眼”效应实验研究

通过激光捕获跟踪实验研究,记录到了一系列的“猫眼”效应的回波光斑图像,提出了回波光源模型简明分析表达式,为“猫眼”效应的进一步研究和应用提供了可靠的实验依据.     

离焦量对“猫眼效应”反射特性的影响

为了研究目标光学系统在焦平面反射元件离焦情况下的"猫眼效应"反射特性,采用ZEMAX光学设计及分析软件对"猫眼"目标进行建模和仿真,得出了入射激光通过"猫眼"目标后的能量通过率、后向反射激光束的发散角、远场光斑及其能量分布情况等特性,以及正负离焦量对反射特性影响的区别,并且得出在离焦情况下能够产生"猫眼效应"后向反射光所必需的入射激光束的入射角范围.结果表明,离焦量对"猫眼效应"后向反射光特性有决定性的影响,尤其是对远场光强影响较为显著,这为激光主动探测体制的探测能力分析提供了可靠性依据.     

猫眼谐振腔在全外腔长氦氖激光器中的应用

将猫眼逆向器作为反射镜，应用在全外腔长氦氖激光器中组成猫眼谐振腔来提高激光谐振腔的稳定性，并设计了一套检测猫眼逆向器的装置。以功率稳定性为参考指标，做了一系列对比实验来研究猫眼谐振腔氦氖激光器和现有氦氖激光器在失调特性、温度漂移方面的性能差异。结果表明，猫眼谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔激光器。