国外空间激光的发展现状

随着激光技术的不断发展和进步,星载激光系统成为空间信息获取的重要手段,在地形测绘、高分辨率观测、空间遥感、环境监测等领域具有重要的应用前景。回顾了NASA已经发射的空间应用激光系统在火星、水星、地球和月球地形测量上的应用,分析了激光器载荷的性能指标,阐述了正在发展的空间激光应用计划,指出当前的技术难以满足未来的空间激光任务需要,新的任务要求需要新的激光器技术,激光技术未来将会成为空间行星探测的关键技术。最后总结了空间应用固体激光器面临的关键问题及发展趋势。     

航天用光器件可靠性技术及其进展

光器件是航天器最重要的部件,受到世界各国的高度重视。文章介绍了航天用光器件可靠性技术及其进展。为了满足重量轻、低功耗和高可靠性的空间高技术需要,概述了光纤激光器、大功率半导体激光器、HgCdTe红外探测器、光纤陀螺的可靠性技术。重点叙述了可靠性试验技术与标准,可靠性分析与评价,包括光纤激光器和大功率半导体激光器在内的航天用光源的可靠性,有关大功率激光器寿命评估、失效机理、热产生机制与能耗,大功率激光器可靠性与寿命进展,以及提高大功率激光器可靠性得措施。可以肯定,随着可靠性技术的发展,光器件在未来航天领域中将占据越来越重要的位置。     

星载激光测高仪固体激光器技术研究与发展

空间固体激光器是星载激光测高系统的重要载荷,也是先进激光器的典型代表。星载激光测高的应用需求和星载应用环境决定了空间激光器的技术特点和规律,使得空间固体激光器成为了先进性、可靠性、成熟性和小型轻量化的技术与工艺统一。分析了星载激光测高应用的空间固体激光器高可靠激光谐振腔技术、高重频窄脉宽微脉冲多光束激光器技术、LD/光纤/固体相融合技术等方面的发展现状,介绍了单光子阵列推扫式激光雷达用空间固体激光器的技术突破,并对卫星激光测高固体激光器技术发展进行了展望。     

激光薄膜和基底在不同空间环境中的损伤性能研究进展

随着激光在航天器中应用的增加,出现了激光系统在空间环境中失效的现象。激光薄膜和基底元件(包括晶体和玻璃)是激光产生和输出的重要组成部分,空间环境对它们损伤性能的影响直接关系到激光系统的稳定性、使用寿命和光束质量,因此它们的空间损伤效应成为急需研究和论证的问题。总结了国内外激光薄膜和基底在不同空间环境(包括真空度、温度、污染、空间辐照等)的性能变化、损伤机理和改进措施,为用于航天器的激光薄膜和基底元件的性能评估、预测和性能改进提供理论依据和分析方法。     

天基激光清除小尺度空间碎片变轨模型研究

通过选取LEO区域中两种典型材料的小尺度空间碎片,分别建立了相应的强激光与靶材的冲量耦合模型,研究了高能脉冲激光与靶材作用下碎片速度的变化规律。在此基础上建立了激光辐照作用下小尺度空间碎片的变轨模型。通过仿真分析,对假定功率激光器作用下两种典型材料空间碎片轨道参数的变化规律进行了数值模拟,并讨论分析了碎片自旋角速率及不同功率的激光器对碎片清理效能的影响规律。研究结果表明,在假定功率的天基平台激光器作用下能在一个飞行周期内辐照两种典型材料碎片达到降轨清除效果,为天基平台激光清除空间碎片技术的应用提供了必要的理论基础。     

空间目标激光测距技术发展现状及趋势

激光测距技术是空间目标轨道测定精度最高的手段,有利于实现空间目标高精度测量和监测,提高目标轨道预报精度和航天器机动规避能力。本文介绍了国内外漫反射激光测距技术、空间碎片激光烧融项目及一发两收测距技术的研究进展,提出了提高激光器功率、高重频测距、白天测距技术、发展阵列探测器等关键技术的发展趋势以及在碎片清除领域的应用前景。     

高功率激光器的应用

1959年激光器的发明立刻吸引了航天工程师和科学家，他们中的许多人随后致力于髙功率气体激光器的研制，为航天工程学科增添了一项新技术。不到二十年，气体激光器的连续功率从毫瓦提高到兆瓦量级，这主要是由于军事应用的推动。然而，这种考虑激光军事应用的倾向却掩盖了长期内可能成为重要得多的那些应用。其中包括把能量从空间传输到地面，直到推进宇宙飞船和航空机队的新方法。本期目的在于为航天界提供关于高功率激光技术现状的广泛评价，介绍一些航空界特有的应用并促进今后的研究。     

激光推进的理论及实验研究

报道了激光技术国家重点实验室在国防预研项目和航天研究基金的支持下,进行激光推进的部分结果.理论上研究了激光推进的激光推力、比推力、能量耦合系数和功率转换效率等参数与激光参数以及使用材料的性质的关系.实验上研究了铝、聚四氟乙烯、有机玻璃等不同靶材的激光推进效果;将单脉冲能量为7 J、脉宽为1 ms的YAG激光聚焦后作用在环氧树脂上,得到了单脉冲的激光推力为0.5牛顿、比推力为120 s、能量耦合系数8达因/瓦、功率转换效率为4.99%;采用YAG倍频激光器、准分子激光器及TEACO2激光器,研究了激光推进效果与波长的关系. 研究结果表明激光推进参数与激光参数(波长、功率、脉冲宽度、重复率)及使用材料的性质有很大的关系.激光能量越大,脉冲宽度越窄,光斑尺寸越小,所产生的激光推进效果越好.(OE35)     

激光能用作空间能源

国家航空航天局兰勒研究中心正在研究的太阳能泵浦激光器可为轨道电站奠定基础。总有一天能把大量能量输送到遥远的航天器上,这比航天器自己产生能量经济。对激光器以及附带对激光接收器和能量转换器的研究，其目标都是发展空间系统，能输送数百千瓦的功率给遥远的用户，作动力和航天器上的电能。     

欧洲剪影:激光应用

欧洲各国正在多种产业中应用激光技术,如英国BRITE计划中即列入了自适应控制、薄板焊接、反馈、机器人系统、激光表面处理工程、高能激光材料加工等应用激光技术的课题;Eurolaser公司投标开发5种100kW的激光器;英国ImPerial大学Steen博士报告了以下趋势:机器人激光遥控正急起直迫,工艺自动遥控的机器人将得到实现.