湍流作用下地基激光清除空间碎片的影响规律

在大气湍流作用下的基础上建立了地基激光辐照小尺度空间碎片在大气中的传输模型。利用该模型对高能脉冲激光远场激光参数与天顶角的关系作了仿真分析,论述了不同束散角下大气湍流对远场激光参数的影响规律;在此基础上,建立了高能脉冲激光在靶表面的冲量耦合模型,对铝靶在激光辐照下的冲量耦合系数与天顶角的关系进行了模拟分析,并讨论了受大气湍流影响的冲量耦合系数变化量与激光脉宽的关系。     

漫反射成像法的激光参数测量系统设计

精确地测量激光在大气传输后的光斑参数,是研究激光大气传播效应和分析激光发射系统性能的关键技术手段。测量激光远场参数的方法主要包括阵列探测法和相机成像法,目前在激光大气传输效应的测量评估中大都采用阵列探测法。由于探测器阵列靶受物理空间和研发成本等因素的限制不能均匀且高分辨率紧密排布,将造成采样光斑的失真,难以精确地测量远场光斑参数。针对此问题,利用相机分辨率高的特点,设计了一套基于漫反射屏成像法的激光参数测量系统。该系统最小测量分辨力小于0.39 mm,质心位置平均偏差为0.05 mm,测量光斑到靶功率不确定度优于10%。该系统能有效地测量激光发射系统的跟瞄精度和到靶功率,为分析激光大气传输效应和分析激光发射系统性能提供有效手段。     

1.06μm激光的大气传输仿真研究

为了研究激光的大气传输特性,基于激光大气传输的一般模型,建立了激光传播到某一距离的功率衰减公式。采用定性定量的方法,利用MATLAB软件对模型进行仿真计算,分析了1.06μm激光大气传输的大气透过率以及到靶功率。结果表明,该模型对激光干扰空间探测器、清除微小碎片等提供了可靠的理论依据。这对于深入研究激光的大气衰减特性有一定参考价值。     

风控热晕下椭圆激光光束质量的优化研究

实际高能激光器(如半导体激光器、光谱合束系统)出射的激光存在椭圆分布的现象。高能激光在大气中传输时会遭遇非线性热晕效应,大气热晕效应对椭圆高斯光束传输特性的影响还未见报道。用解析和数值模拟方法研究了风控热晕下椭圆激光光束质量的优化问题,推导出了热畸变扭曲参数的解析公式,并证明了其正确性。研究表明：由于椭圆光束像散特性,大气热晕效应对其传输特性的影响与风向密切相关。当源平面处迎风方向的束宽越大(光斑面积相等)时,聚焦椭圆高斯光束受热晕效应的影响越弱,靶面光斑对称性越好,能量集中度越高,即靶面光束质量越好。因此,在实际工作中,聚焦椭圆高斯光束的短轴沿着大气的总体风向更有利于减弱热晕效应。并且,聚焦椭圆高斯光束达到稳态热晕的时间与源平面处沿风方向的束宽成正比。研究结论对高能激光大气传输的应用具有理论指导意义。     

脉冲激光大气传输热晕数值分析

由于大气通道上介质对激光能量的吸收，改变了大气折射率，形成自散焦负透镜，从而产生热晕。热晕使激光发生畸变，限制了激光能量在大气中的有效传输。以准直高斯光束为例，模拟单脉冲和序列脉冲激光大气传输，对均匀风场和无风两种情况下激光在不同靶程光束截面的光强分布进行了数值分析。结果表明：长脉冲比短脉冲受到非线性热晕效应影响大；序列脉冲存在一个最优化脉冲间隔，使上靶光强存在20%~30%的涨幅。最后，在没有采用自适应光学系统对畸变进行补偿的情况下，提出了采用脉冲间隔适当的序列短脉冲传输来提高激光传输能量的方法。     

3.8 μm激光对中波红外成像导引头的定向干扰性能研究

激光定向干扰是对抗红外成像导引头的最有效方式,因此开展对红外成像 导引头的激光定向干扰研究具有重大意义。影响中波激光定向干扰效能的因素有很多,其中激光 到靶功率密度是影响定向干扰效能的重要因素。从大气传输对中波激光的衰减、导引头光学 系统对中波激光的光学增益、干扰激光光斑随干扰距离的变化等因素出发,研究了中波激光 的大气传输透过率与大气能见度及传输距离的关系,分析了大气湍流强度对激光传输总发散角 的影响。得到了3.8 μm激光对红外成像导引头的定向干扰模型,绘出了激光到靶功率密度、大 气能见度、大气湍流强度以及干扰距离之间的关系曲线,并通过外场实测对该模型进行了验证。结果表明,误 差在一个数量级之内,主要来自于远场激光光斑和传输路径上大气透过率的计算误差。该研究 对于激光定向干扰装备的论证和研制具有一定的参考价值。     

激光远场直接探测系统探测器阵列靶板的设计

设计了一种激光远场直接探测系统,对系统中的两个关键问题进行了讨论,一、在探测 器阵列靶板尺寸的确定问题上讨论了激光的衍射效应和大气湍流的影响;二、在探测器阵列靶板分辨率的确定问题上讨论了激光的衍射效应和大气湍流的影响;对第二问题讨论了对其有影响的三个方面:大气湍流引起激光碎斑尺寸,由采样定理决定的空间采样率,由阵列探测器的频谱函数引起的损失。这些影响都是在设计时必须予以充分考虑的因素。     

云南高美古湍流大气中激光短曝光光斑统计特性研究

为了探究激光在自由高空湍流大气中传输的短曝光光斑特性,在云南高美古3200 m的高海拔地区,选择远离下垫面的地势条件,开展了532 nm固体激光1,2,3,4,4.7 km大气传输光斑成像探测实验。利用4000 frame/s采样速率下的短曝光光斑数据,定性地描述了湍流大气中短曝光远场激光光斑的网纹状形态结构以及零星亮点的移动、消散和重构过程,并对激光光斑灰度值进行了定量的统计分析。结果表明:利用二维的光斑图像数据,可以较为方便地获得光强闪烁的孔径平均因子和理想的点闪烁指数,进而得到包括湍流强度和湍流内尺度在内的关键光学湍流参数;同时,也可对激光闪烁频谱、截止频率以及光斑的空间相关特性进行定量的判断。相关数据有助于研究高原或高空长程传输条件下的激光能量在目标靶面上的空间分布及其时间变化特性,为研究激光长程大气传输后光电系统的变化提供了一定的参考。     

强激光大气传输非线性热畸变效应的解析分析

高功率激光在大气中传输时产生的非线性热畸变效应对激光的传输形成严重的限制，使光束质量严重下降，到达靶面的光强远低于初始光强。文中分析了非线性热畸变形成的物理机制，从光波大气中传输的标量波动方程以及流体动力学方程组出发，对稳态和瞬态的各种非线性热畸变现象进行了分析，给出了非线性热畸变效应与激光参数的相关性，获得了较为满意的结果。     

天气对大气激光通信信道的影响

大气激光通信由于其通信信道的开放性.容易受到不同天气情况的影响.本文分析了激光在大气中传输时的影响因素.并通过长期测试实验,得出不同天气类型与大气激光通信质量的关系,总结出了影响大气激光通信信道的不同天气类型.     

舰载激光武器浅谈

利用舰载激光武器系统拦截海上来袭导弹是保护舰船的一种有效的反导手段．分析了各国舰载激光武器的概况,叙述了舰载激光武器反导的原理,计算了激光在海面大气传输的透过率和激光破坏导弹所需的能量大小,对舰载激光武器的战术应用进行了探讨．     

舰载激光武器发展进展与思考

激光武器利用高能激光的强大能量对目标进行毁伤,在防空反导领域具有较大优势。论文分析了激光武器在舰载平台上的使用特点,结合近年来外军舰载激光武器技术的发展动态,对舰载激光武器性能特点、任务使命及发展趋势等进行了研究梳理。     

海面激光反射特性测量方法研究

为了使以舰船为平台的激光角度欺骗干扰装备,利用海面作为假目标反射体,实施对制导武器的干扰,分析了影响海面对入射激光反射特性的多种因素,提出了海面对激光反射特性的实测方法、数据处理方法和测量设备要求。结果表明,该方法是了解和掌握不同海况条件下,海面反射激光能量分布最直接和有效的技术途径。该研究结果可为舰载激光对抗装备的研究、发展和应用提供基础数据。     

对抗隐身进攻兵器的光电探测研究

采用低可见性技术或隐身技术制造的进攻兵器是21世纪防空系统重点对抗的主要目标威胁。隐身兵器并非不可探测,采用常规的长波低频雷达可以探测低可见性目标,采用激光雷达、光电探测和雷达组网等均具有探测隐身的能力。     

大气散射对激光制导武器对抗态势构建影响研究

从半主动激光制导武器科研试验态势构建出发,简要介绍了激光角度欺骗干扰体制和原理,利用制导激光信号在近地大气中传输的米氏散射模型,定量计算了激光全路径后向散射辐射照度分布,分析了后向散射激光对半主动激光制导武器试验态势构建的影响,最终给出装备布设距离的具体要求.     

美国激光武器发展建设研究

激光武器作为最先投入作战运用的定向能武器之一,具有光速射击、生效速度快、使用效益高、可控性强等优点,当前,美国以“多域作战”为牵引,不断加强激光武器在陆海空天等作战域的研发与部署。本文全面分析梳理了美国激光武器的顶层规划和发展建设机制,并结合近五年其激光武器技术发展和演示验证情况,对未来一段时间美国激光武器发展策略及发展方向进行了预测,以期为相关领域研究提供一定的参考。     

国外地面激光测距目标指示器的发展现状

激光制导武器具有命中精度高、可实施远程精确打击、作战效能高、抗干扰能力强等特点,逐渐成为现代战争武器的主角。激光测距目标指示器作为激光制导武器系统的重要组成部分,受到了国外各国军方的重视,研制并装备了多型激光测距目标指示器。为了便于国内开展类似产品研究,对国外地面激光测距目标指示器的发展历程进行了概述,介绍了激光制导武器以及激光测距目标指示器的基本工作原理,并结合发展现状对地面激光测距目标指示器的发展趋势进行了分析,为国内研制类似产品及光电对抗研究提供参考。     

激光武器反无人机集群建模与效能评估北大核心CSCD

反制无人机蜂群作战将成为舰艇防空作战的重要任务,舰载激光武器被认为是拦截无人机目标的有效手段。分析了无人机集群来袭模式,建立无人机集群来袭的目标流模型,基于对目标的毁伤机理,建立了激光武器对无人机目标的毁伤时间模型,在此基础上建立激光武器对无人机集群目标拦截的排队模型,在不同态势下分析了不同的目标来袭模式、强度,和不同激光武器能力,对激光武器拦截无人机集群效能的定量影响,为激光武器作战运用提供支撑。     

美国陆军车载战术激光武器发展分析

车载战术激光武器是利用高能激光能量毁伤目标的定向能武器, 可有效提升防空体系综合作战效能, 在防空领域具有广阔应用前景。美国在研制激光武器方面一直处于世界前列, 尤其是美国陆军正大力发展车载战术激光武器并取得了重要成果。归纳总结了美国陆军车载战术激光武器发展现状, 分析讨论了其关键技术, 并对发展特点和趋势进行了总结, 可为我国车载战术激光武器的实战化应用提供参考。     

三种激光武器作战目标的特性分析

介绍了巡航导弹、精确制导炸弹、无人侦察机这三种高能激光武器作战目标的目标特性，并简要分析了激光武器有效打击它们的部位。