一种高能激光系统光路模拟器设计

光路模拟器用于在实验室内模拟激光器激光束聚焦于远处实际靶子上时的激光能量密度分布,主要由球面镜组成。根据使用的球面镜数量的不同以及各球面镜间距离的变化,它可以模拟激光器实际聚焦于某一距离处靶子上的能量密度分布。文中推导出了光路模拟器的焦距及后截距的数学表达式,并用矩阵方法对计算得出的结果进行了验证,结果表明二者符合得很好。最后讨论了光路模拟器在实际使用中存在的一些问题,这对光路模拟器的调校及实际使用具有一定的指导意义。     

钕玻璃激光器热容方式运行的热负透镜效应实验研究

钕玻璃激光器采用双灯对称紧耦合非聚焦泵浦腔,激光棒的冷却通道与闪光灯的水冷却通道分开且相互独立.用重复频率10Hz、脉冲宽度250μs的两盏闪光灯同时进行侧面对称抽运,抽运功率900W.激光器先后以热容方式及常规水冷方式运行10s,分别完整采集100个光脉冲的光斑图像,并在其中分别依次等间隔取样16个光斑.通过对比分析光斑变化趋势,热容方式运行的钕玻璃激光器的热透镜效应是负透镜效应,明显有别于常规方式运行的正透镜效应.实验结果对进一步了解钕玻璃激光器热容工作方式运行的输出特性具有一定的参考价值.     

脉冲激光干扰面阵CCD成像系统的实验研究

为了研究脉冲激光对面阵CCD的干扰效果,采用近场模拟实验的方法,设计了重复频率脉冲激光干扰CCD成像器件近场实验。当CCD器件表面接收激光功率密度达到2.97mJ/cm2时,观察和记录了CCD器件串音饱和现象;当CCD摄像机电子快门打开时,除发射窗口有激光光斑图像外,激光脉冲在激光器出光口竖直方向也会形成偏离出光口位置的漂移光斑图像。分析了CCD摄像机电子快门作用机理及图像信号转移方式机理,并对光斑漂移现象给出了合理解释。结果表明,重复频率脉冲激光可使CCD图像上出现漂移光斑而对图像形成干扰。这为重频脉冲激光干扰CCD的研究提供了理论基础和初步实验验证。     

部分相干环形光束经透镜聚焦的焦移和焦开关

为了从理论上对部分相干环形光束被透镜聚焦后轴上点的光强分布以及焦移和焦开关现象进行研究,采用惠更斯-菲涅耳衍射积分方法进行了理论分析,取得了轴上点光强分布及焦移、焦开关现象的相关数据。结果表明,焦移量不仅依赖于环形光束外半径的菲涅耳数,还依赖于入射部分相干光的空间相干度和中心拦截比。菲涅耳数越大,焦移量越小;部分相干光的空间相干度越高,焦移量越小。菲涅耳数一定时,环形光束的中心拦截比越大,焦移越大。对于某一固定的空间相干度,随着菲涅耳数的降低会出现焦开关现象。这些结果对研究部分相干环形光束的聚焦性质是有帮助的。     

输出参数可调的微宝石激光器设计

从激光二极管泵浦Cr4 :YAG被动调Q微宝石激光器速率方程出发,分析了微宝石激光器输出参数(脉冲能量、峰值功率、脉宽、重复频率)的影响因素,计算表明在激光模块(包括激光晶体、调Q晶体、镀膜)已定的情况下,输出激光脉冲的脉宽也已定,而改变泵浦面积可以同时改变脉冲能量、峰值功率、重复频率,改变泵浦速率只改变脉冲重复频率.在此基础上对输出参数可调的微宝石激光器进行了概念设计.     

角锥棱镜谐振腔输出模式模拟研究

为了探究角锥棱镜谐振腔输出模式的分布,在考虑角锥棱镜存在二面角加工误差的情况下,采用矩阵光学方法和矢量运算方法,建立了一套角锥棱镜反射模型,给出了角锥棱镜谐振腔输出模式的计算公式及数值模拟计算方法。用傅里叶变换方法和Fox-Li迭代法数值模拟得到了理想角锥棱镜谐振腔及存在二面角加工误差时的角锥棱镜谐振腔的输出模式。模拟结果表明:理想角锥棱镜谐振腔输出模式由六个均匀分布的对称的瓣状结构构成,而存在二面角加工误差的角锥棱镜谐振腔的输出模式中各个区域的强度分布不对称。     

激光二极管侧面泵浦薄片激光器的泵浦光场分布研究

建立了激光二极管侧面泵浦复合晶体薄片激光器的数值模型,考虑到光束在晶体边界的折射,得出了晶体薄片内的泵浦光分布情况。分析了二极管个数、泵浦距离、吸收系数、光束发散角及晶体薄片半径对薄片内泵浦光分布和吸收效率的影响规律。理论结果与相关的实验基本相符,可为二极管泵浦固体激光器的结构设计和实验研究提供理论参考。     

高重频激光对测距机干扰试验研究

高重频激光干扰是对脉冲式激光测距机的一种有效干扰手段,为探究高重频激光对测距机干扰效能的影响因素及规律,开展相关的理论分析与试验研究。试验研究了干扰激光的功率、重复频率及干扰距离对测距机干扰效能的影响。结果表明：存在一个与干扰激光频率相关的最小干扰距离,干扰激光的重复频率越高,最小干扰距离越小,有效干扰距离范围越大。当实际干扰距离大于最小干扰距离时,若干扰激光的功率不足,则无干扰效果;干扰成功后继续增大干扰激光功率,则被干扰后测距结果会趋于正态分布,且干扰激光功率越高,测距结果正态分布中心越趋近于最小干扰距离,但受干扰的测距结果最小值会始终分布于测距机盲区附近。     

激光引信用微宝石激光器设计

针对微宝石激光器在激光引信领域的应用需求,从激光二极管泵浦Cr4 :YAG被动调Q微宝石激光器速率方程出发分析了输出镜反射率、Cr4 :YAG晶体初始透过率、泵浦速率对激光器输出参量的影响及其变化规律.理论计算表明,文中设计的激光器理论上可以实现短脉冲(＜1.5ns)、高峰值功率(14.5kW)、高重频(泵浦光为1W情况下激光重复频率为7.2kHz)的稳定激光输出.最后给出了Cr4 :YAG晶体运转过程,并以此为基础分析了微宝石激光器的稳定性.计算分析表明,微宝石激光器理论上可以满足激光引信用激光器的要求.