热释电探测器外电路的抗干扰设计

通过对激光光斑测量热释电探测器外电路的研究,结合热释电探测器的工作原理,深入分析了出现干扰的原因,并设计出热释电探测器的抗干扰外电路.试验验证了该电路既可以减少光热电转换中的干扰,又能够提高信号输出幅度和信噪比,从而提高了系统的测量精度.     

基于探测器阵列的激光远场光斑测量系统

设计开发了一套基于探测器阵列的激光远场光斑测量系统.在1.5 m×1.5 m的靶面尺寸上间隔10 cm排列了15行×15列激光探测器阵列,探测器响应信号经前置放大后分别进行同步脉冲产生和信号峰值保持、峰值信号A/D采样,最后经计算机通信存储,事后进行光斑图像的形成和分析处理.光斑能量密度测量范围10 μJ/cm~2～10 mJ/cm~2,单元探测器测量精度优于15%,最高测量激光频率可达500 Hz.可满足目前大功率激光干扰武器装备的测量需求.     

探测器阵列法测量激光光斑参数关键技术分析

根据仅由衍射效应决定的远场激光光斑的分布函数,并以10.6μm CO2激光测量为例,分析了探测器点阵法测量远场激光大光斑的技术要求,包括能量密度、阵列尺寸、探测器间隔、响应频率几方面的要求.并分析了激光探测器器件的类型,给出探测器阵列单元探测器以及系统测量精度的标校方法.     

基于单片机的激光远场光斑直接测量系统

激光远场光斑测量对描述激光束的远场性能,评价激光器以及系统的实际工作性能具有重要意义,通过比较激光光斑远场直接测量与间接测量的优缺点,提出使用单片机控制的探测器阵列进行远场光斑直接测量．描述了系统结构,分析了关键技术,给出了主要程序的框图．该系统能够测量激光光斑大小、形状、总能量、能量分布、重心、束散角等参数,可适用于多种重复频率的激光器,测量面积大、精度高,实时性好,为激光束绝对空间能量分布的测量提供了有效手段。     

脉冲激光微能量测量

叙述了用热释电晶体测量脉冲激光能量原理,研制了热释电激光微能量探测器。采用放大、同步触发门控电路、峰值保持器和数字显示等技术,抑制了电磁场和其它干扰,使探测器灵敏度较高,最小可探测70毫微焦耳脉冲激光能量。     

大功率激光光束光斑参数的测量

本文针对激光加工大功率激光光束光斑质量诊断的要求,对热电探测器的响应时间、增益和信噪进行了分析,设计了一种新的光电转换电路,实现了对大功率激光功率分布的检测。此光电转换电路适于采用热释电探测器需快速响应。     

采用热电探测器对CO_2激光快速探测的新方法

针对大功率CO2 激光光束光斑质量诊断仪对大功率激光截面强度分布测量的要求 ,设计了一种新的光热电转换电路 ,得到了高增益的快速光热电转换 ,响应时间比常规方法短一个量级。满足了对大功率激光功率分布的检测。此光热电转换电路适于采用热释电探测器快速响应的应用     

点阵式远场激光光斑监测系统的设计与实现

介绍了一种采用光电探测器点阵监测激光远场光斑的形状分布和激光脉冲时序的方法及其系统的实现。系统可实时监测光斑的形状和形心位置及激光脉冲的绝对时和相对时，激光脉冲发射时间测量精度优于0．2μs。在对激光目标指示器等远场激光照射器的性能评价和激光通信中的远场激光信息场的测量中有较大实用价值，并对大面积的激光光斑的测量有重要的参考价值。     

采用热电探测器对CO2激光快速探测的新方法

针对大功率CO2激光光束光斑质量诊断仪对大功率激光截面强度分布测量的要求,设计了一种新的光热电转换电路,得到了高增益的快速光热电转,响应时间比常规方法短一个量级,满足了对大功率激光功率分布的检测,此光热电转换电路适于采用热释电探测器快速响应的应用。     

全自动可变光阑测量激光发散角的工程化研究

激光远场发散角是评价激光光束质量的重要指标,根据远场发散角的定义和国际惯例,实际工程应用中设计出全自动可变光阑来测量激光远场发散角。在测量时利用图像处理和一阶重心距算法计算光斑中心,使可变光阑中心与待测激光束中心对准。测试系统自动由小到大变化光阑孔径,同时用探测器测量透过的激光能量。对光阑孔径和通过光阑的能量进行曲线拟合,算出总能量为1/e2时光阑的孔径,即对应于该处的激光束宽,从而可计算得出激光远场发散角。上述测量过程是利用虚拟仪器技术来全自动实现的,该激光远场发散角测试系统经过了项目验收和实际工程检验。     

Scanning Measurement Method of Dispersion Mini-spot by Quadrant Photodetector

Quadrant photodetector is a new type position detector, which has already been applied to many fields such as measurement, target tracking, control, laser collimation, guidance, etc. System performance is related to laser spot area received by the quadrant photodetector. The optimum linear output signal of system is gotten only when the size of laser dispersion spot is well-proportioned to the detector photosensitive area. A method to measure the mini-spot received by detector and to adjust it in real time is presented, which is based on the quadrant geometrical and optical structure, making use of tilting mirror scanning, the sequence output signal of detector is gotten, then measurement model is built with rate of signal change as characteristic variable, the radius of the laser dispersion spot and adjustable value of dispersion are calculated. The experiment result shows that the maximum error is 0.58μm in measurement range of 0.5mm±0.1mm.     

脉冲/连续高功率激光光斑分布阵列探测器

通过测量发射到远场的激光功率密度时空分布给出所需要的到靶总功率、光束质量、桶中功率、功率时间曲线等关键指标参数,是目前准确评价激光系统性能的重要技术手段。介绍了一种基于光电探测器阵列实现近红外脉冲激光功率密度时空分布的测量方法,可以实现900~1700 nm波长、动态范围大于2000倍的激光光斑参数测量。该阵列探测器具有测量面积大、单元一致性好、测量精度高等特点,并可同时实现脉冲和连续激光参数测试要求。给出了阵列探测器的总功率测量结果,测量值与激光器输出功率偏差在5%以内,且激光光斑分布测量结果准确可靠。该阵列探测器已在多套激光系统的参数测试中得到成功应用,可以作为响应波段内的脉冲/连续激光光斑参数测试一种有效技术方案。     

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。     

一种实用化实时测温系统激光光源的最佳选择

基于Kirchhoff定律和测温系统的各主要技术参数(激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积及光学系统的相对孔径等)与各主要技术指标(温度分辨力、温度灵敏度、相对温度灵敏度及测温精度)之间的关系．对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选择．实验表明，在测温范围400℃-1200℃内，采用所选择的激光器作为该实时测温系统的激光光源，其测温精度均符合设计要求。     

环境温度及干扰光对主动辐射测温系统测温精度影响的讨论

在介绍一种利用InGaAs/I半导体激光器实现的实时测温系统的基础上，着重讨论了环境温度及干扰光对该系统测温精度的影响。提出了克服环境温度及干扰光对测温精度影响的两条措施：一是在调制盘与探测器之间置一窄带滤光片；另一是采用水冷遮蔽板并进行电气补偿，进行了一些必要的计算和分析，得到了一些有意义的结论。     

一种实用化实时测温系统的工作波长的最优设计

基于Kirchhoff定律 ,依照测温系统的各主要技术参数与各主要测量指标 (极限灵敏度、测温精度及测温范围 )之间的关系 ,对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的工作波长进行了最优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内 ,测温灵敏度及测温精度均符合设计要求。