基于“猫眼效应”的Nd:YAG激光谐振腔

阐述了“猫眼效应”的基本原理,分析了将“猫眼”目标作为激光谐振腔腔镜,取代普通激光器球面腔镜,获得激光振荡的可能性;计算了“猫眼”目标作为激光腔镜时的等效反射率,指出利用激光在其焦平面的聚焦特性实现激光干扰的新方法。并在实验中得到证实。     

可应用于高效光电对抗的新颖结构激光谐振腔

光电设备具备的猫眼效应可以将入射的光线沿原路反射,基于这一现象,可以将该光学系统作为激光器的一个腔镜构成激光谐振腔。文中计算了猫眼效应光学系统作为激光器腔镜的等效反射率。实验中用灯泵Nd:YAG激光器,角锥棱镜和猫眼光学系统搭建了免调激光谐振腔,获得了激光振荡,激光起振的同时,在猫眼光学系统焦平面不同材质介质上留下烧痕。这种将对方光学系统作为激光器的腔镜,激光起振即摧毁的构成,可应用于光电对抗之中实现高效对抗。     

液晶光阈中的高反射介质镜的研究

讨论了液晶光阀中的高反射介质镜的介质膜最大的层数,由3个不同中心波长的1／4波堆叠加形成的介质镜结构和各膜层的厚度,导出了这种叠加结构介质镜的反射率公式,。计算和测量了反射率随入射光波长,入射角,介质膜导 及其折射率的变化。     

激光斜入射条件下“猫眼”效应的实验研究

"猫眼"目标回波功率是激光主动探测系统的重要指标,可用来评估光电装备"猫眼"效应的强弱,并为探测器的优化设计提供参考。依据所建立的斜入射条件下"猫眼"目标回波功率数学模型,仿真分析了入射角对"猫眼"目标回波功率的影响,利用搭建的激光主动探测系统对典型"猫眼"目标进行了实验研究,理论仿真结果与实验结果表明,激光在有限斜入射条件下,"猫眼"目标回波功率将随入射角的增大而迅速下降,并很快湮没于噪声之中。这为进一步研究基于"猫眼"效应的激光主动探测适用条件提供必要的实验依据。     

色差对猫眼系统回波影响的理论与实验

利用光学窗口"猫眼效应"进行的激光主动探测易受探测激光波长的影响.建立透射式光学系统猫眼效应的色差理论模型,分析了由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配所产生的色差对激光主动探测的影响,并设计实验对理论分析结果进行验证.结果表明:由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配产生的色差,使猫眼系统的焦点发生偏移,导...     

"猫眼"目标回波功率的影响因素分析

光电系统广泛存在着所谓的"猫眼效应",针对"猫眼"目标的反射特性,建立了正负离焦时"猫眼"目标回波发散角数学模型,采用几何光学方法对正入射条件下具有"猫眼效应"光学系统的回波发散角进行了推导,总结出离焦条件下"猫眼"目标的回波功率计算公式,分析了各因素对"猫眼"目标回波功率的影响,并对理论分析的结果进行了验证.结果表明:"猫眼"目标的回波功率受发射激光参数、大气透过率、"猫眼"目标光学系统参数等诸多因素影响,其中压缩激光发散角、提高发射功率能够显著增强回波功率,增加大气能见度和"猫眼"目标反射面反射率同样增加回波功率,而离焦量的增大则会引起回波功率的衰减.     

飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学

光学元器件的激光损伤问题,一直以来都困扰着超强超短激光系统的进一步发展。飞秒激光领域,激光脉冲引起的光学器件损伤主要由材料的本征特性决定。光学材料内的多光子电离、雪崩电离、导带电子弛豫等一系列非线性过程,与材料的激光损伤过程密切相关。利用泵浦探测技术,采用中心波长为800 nm,重复频率1 kHz的飞秒激光脉冲,对Nb2O5/SiO2啁啾镜介质膜的内部与飞秒激光损伤相关的超快动力学进行了研究。发现强的泵浦光脉冲辐照结束后飞秒乃至几十皮秒的范围内,啁啾镜对探测光的反射率有一定程度的下降。反射率降低的主要原因是泵浦光在介质膜的Nb2O5层内激发的大量的自由电子对探测光吸收所致,且该过程对激光诱导损伤过程起主导作用。通过反射率的变化,对其介质膜内导带电子弛豫过程进行探究,测定得到其衰减寿命,分别为1.31、6.88、22.34 ps。     

离焦状态下“猫眼”效应的实验研究

“猫眼”目标回波功率是激光主动探测系统的重要指标,可用米评估光电装备“猫眼”效应的强弱,并为探测器的优化设计提供参考。分别建立了正负离焦状态下“猫眼”目标回波功率数学模型,仿真分析了离焦量对“猫眼”目标回波功率的影响,利用搭建的激光主动探测系统及倒置的望远系统,实现了离焦状态下典型“猫眼”效应的实验。理论仿真结果与实验...     

平面反射镜光学薄膜的制备

以薄膜原理为基础,通过Essential Macleod软件进行膜系设计.采用电子束加热蒸发的镀膜方式,利用设计工装制备了介质ZrO2-SiO2高反射膜层和金属铝反射膜层.介质高反膜层在1.064μm波长处的反射率达到95%,金属铝反射膜层的在3μm～5μm波段内的平均反射率超过95%.膜层的技术指标和环境适应性能具有优质的质量.     

铝镜激光损伤的热过程实时研究

介绍利用光热偏转技术对铝镜及反射率增强铝镜的激光损伤的热过程进行实时研究。通过研究，观察铝镜及反射率增强铝镜的激光损伤的光热偏转信号的变化．初步了解了铝镜的损伤过程及机理，及其介质膜的存在对损伤过程的影响。     

“猫眼效应”的物理模型及证明

本文阐述了光学系统中存在的"猫眼效应"物理模型,利用傅氏变换性质证明了"猫眼效应".当激光光束以任一角度入射至"猫眼"光学系统时,将沿入射光方向返回。对普通目标和"猫眼"目标的光学反回率作了比较。     

波长1.064和1.318微米的目标反射率

在不同波长上对不同目标漫反射特性的了解,对红外成象系统和激光测距实验应用是十分有价值的。美陆军导弹研究和发展司令部进行一系列的试验,测定了各类目标由不同激光波长产生的典型反射率。本文介绍的1.064和1.318微米激光波长的反射率差别特别有意义。多波长激光系统美国际激光系统公司制作出多波长的激光系统。在一个三波长的谐振腔中,激励相应的Nd:YAG、Nd:YAlO和Nd:BEL     

1315nm高反射率硅镜的膜系分析

随着高功率激光器,尤其是化学氧碘激光器(COIL)的不断发展,对激光光学元件的性能要求越来越高.为了满足实际需要,用于COIL的高反射硅镜的反射率应达到99.95%以上,以减少镜面热畸变,提高其抗激光损伤能力.早在十多年前,美国的有关专家就把激光薄膜作为急待解决的关键技术.近年来,国外的强激光薄膜发展很快,1315 nm波长高反射镜的反射率已达99.9%以上,有的甚至达到99.99%. TiO2/SiO2膜系是目前制备高反射镜采用最多的膜系.该膜系比较成熟,制备工艺较为稳定.但该膜系的本征吸收较大,影响到激光损伤阈值的提高.而且材料组合相对较不稳定,峰值波长易受湿度的影响.若采用Si和SiO2做镀膜材料,用于1.0～3.0 μm波长范围,薄膜吸收极小,而且耐久稳定.由于Si在红外区的折射率较高,因此仅需要较少的膜层数、较薄的膜层厚度即可满足设计使用需要,大大提高了镀膜效率.本文利用TFCALC薄膜设计软件对TiO2/SiO2 和Si/SiO2 膜系中心波长为1.315 μm的硅镜反射特性进行了仿真模拟.给出了Si薄膜折射率与基板温度的关系曲线,以及正入射与45°斜入射情况下Si/SiO2 膜系硅镜的反射特性;膜厚控制误差为±10%时,对反射率的影响等.(OH11)     

基于同级多波长喇曼光纤激光器输出特性研究

本文基于喇曼光纤激光器的理论模型,分析了同级多波长喇曼激光器的输入输出功率特性,并通过调节腔镜输出端反射率,实现了最优化等功率输出;同时,在给定泵浦功率时,调节输出端任一腔镜反射率,优化激光输出功率特性。     

吸收式气敏传感空芯光纤的设计和制备

研发了红外波段吸收式气敏传感空芯光纤.空芯光纤的内面镀有银膜和介质膜,在目标波长提高反射率从而降低损耗.银膜和介质膜分别采用化学银镜反应法和液相镀膜法成膜.优化介质膜的材料和膜厚.光纤在可见光到中红外波段实现了低损耗特性.空芯光纤不仅可以用作气体传感的光吸收气室,而且也可用作红外光的传输媒介.初步实验结果显示这种空芯光纤可以替代普通的气体吸收气室,实现传感系统小型化.     

45°角入射的13.1nm软X射线多层膜的研制

报道了对４５°入射角高反的１３．１ｎｍ软Ｘ射线多层膜反射镜的研制情况。利用在星光装置中进行的软Ｘ射线激光等离子体实验测量多层膜反射率的方法，获得了２６．２％的实测反射率，该反射率已达到理论反射率的７０％。     

激光隐身效果评估方法研究

激光隐身技术可以降低目标在激光工作波长处的反射特性,从而削弱敌方激光探测设备的探测能力,有效保护己方目标。对目标的激光隐身效果进行评估,对于激光隐身技术的发展和应用具有重要作用,激光雷达截面(LRCS)是描述目标对入射激光散射能力的物理量,根据战场激光信号的特点,提出利用目标隐身前后,目标激光雷达截面在不同反射方向的变化来描述激光隐身效果,对于处于研发阶段的隐身效果评估,以未隐身目标作为评估基准;对于处于应用阶段的隐身效果评估,以标准漫反射板作为评估基准,从而实现对目标激光隐身效果评估。该评估方法可以全面考核描述激光隐身效果,具有较好的操作性。     

“猫眼”目标探测影响因素及仿真分析

研究了光电成像系统中广泛存在着的"猫眼"效应,针对"猫眼"目标的回反射特性,建立了不同情况下回波强度的数学模型,并据此模型,借助Trace Pro软件对典型目标在不同激光发射距离、不同镜头离焦量、不同入射角度下的"猫眼"效应进行仿真计算分析。结果表明,理论计算和仿真结果一致,因此可以用于指导未来激光主动探测系统设计。     

卡塞格伦镜头的猫眼效应激光反射特性

卡塞格伦(Cassegrain)及类卡塞格伦式光学镜头在光电装备中应用广泛.为了研究具备卡塞格伦式光学镜头的光电装备所特有的猫眼效应特性,采用ZEMAX光学设计分析软件建立了卡塞格伦镜头反射模型,利用物理光学传输方法仿真分析了其猫眼效应反射特性,并得出了猫眼效应可探测入射角范围.对一特定卡塞格伦镜头进行了激光辐照实验,得到了猫眼效应反射光斑图像,测试了猫眼效应绝对反射率以及反射光发散角.结果表明,当发射系统位于该卡塞格伦镜头的视场内时,可以探测到猫眼效应反射光,中心遮挡造成原路返回处光强分布中心能量降低,猫眼效应绝对反射率为11.48%,反射光发散角为3.3 mrad,按照假设条件可以满足30 km内激光主动探测的需要.     

伪装涂层激光反射特性检测与实验研究

通过分析伪装涂层防激光半主动制导的隐身机理,提出了降低涂层激光反射率并同时控制涂层表面激光空间反射特性的激光伪装技术途径。结合伪装涂层研究对激光反射特性测量的实际需要,分析了半球反射率和双向反射系数的测量原理、方法和特点,利用设计研制的测量装置实验研究了伪装涂层的激光反射特性。结果表明,利用所述方法能够准确、客观测量伪装涂层的激光反射特性,可用于指导涂层激光吸收剂的配方设计和涂层表面工艺控制研究。