一种大面积高能激光光束参数的在线测量方法

 提出了一种大面积连续波高能激光光束参数的在线测量方法——环形光刀扫描测量法。该方法采用偏心安装的斜面环形光刀高速扫描反射，光电探测器阵列沿反射光圆周均匀布置探测，使得绝大部分被测激光沿原光路传播，只有少量取样光被反射到探测器阵列上。通过对采集得到的探测器响应信号进行空间映射计算和图像复原，得到激光束的光强分布参数。该方法可用于光束直径数百mm的高能激光光束测量，测量空间分辨率约2 mm，时间分辨率为30~50 ms。     

激光束阵列探测器标定方法

在大光斑高能激光光强时空分布参数测试方法中，阵列探测器测试法是一种较好的方法。它能测量出激光束的总能量和强度时空分布。阵列探测器主要由探头、数据采集系统和软件处理系统等三部分组成。探头采用高吸收材料制作，其表面按一定规律分布着多个独立探测单元，能同时测量高能激光束的能量及其空间分布。系统不可避免地存在测量误差，为消除系统误差，需要对系统进行标定，包括能量系数标定和探测单元的响应系数标定等。     

激光脉冲探测器

本文提供一种小型而价廉的激光脉冲探测器,它响应快(上升时间小于5ns),能用来探测任一波长的激光。把一根石墨棒同轴而紧密地装入开口的圆柱形外壳内,在石墨棒和外壳之间加上偏置电压,将激光束聚焦到石墨棒的接收端上后,会发生棒的烧蚀及产生等离子区的电场的击穿。从电场的击穿所产生的脉冲通过一根阻抗匹配的同轴电缆接到记录设备上。该同轴电缆的中心抽头与石墨棒连接,其外表导线(屏蔽层)与探测器的外壳相连。     

激光力学

被光辐射照射的物体将受到作用力．激光束非常强，它的力学效应更加明显．本文介绍了接受激光照射的物体出现的几种力学现象．它们是光压力、光致热膨胀压力、光致超声波压力、光致伸缩力、光散射力、光学粘胶力等．同时也介绍了激光力学在激光等离子体物理、激光核聚变、高能物理、生物学以及医学等领域中的一些应用．     

新型全光纤弹速测量系统

探索了一种新型低成本的基于激光光束反射原理的全光纤速度传感器，并组成了弹丸速度测量系统。AFOBR测速系统的工作原理如图l所示。半导体激光器发出的激光通过光纤引导照射在被测物体的表面并经物体表面反射，部分反射光反射回同一根光纤并传送到光电探测器上产生光电流，光电流的大小与反射光的强度基本成正比，而反射光强是光纤端面到物体表面距离和物体表面反射率的函数。当子弹到达测量区域时，子弹外径尺寸和弹体材料反射率变化引起光电探测器输出信号的变化，在不同的位置布置同样的光纤传感器，即可进行速度测量。     

探测器阵列法测量激光远场光斑能量密度算法研究

针对靶场试验装备布局很难做到激光器与阵列面垂直的实际情况,分析了激光探测器阵列系统处理激光光斑能量密度算法的不足。根据激光束照射靶面的倾斜角,研究了激光束与每个探测器形成夹角的计算方法,并推导出了具体的余弦角计算公式,对激光光斑每一点的能量密度进行了相应的修正计算,通过试验应用,验证了该算法在激光远场光斑测量中能够有效提高光斑能量密度的处理精度。     

基于光路追踪方法的激光交叉束能量转移模型

提出一种基于几何光路追踪方法并可在流体模拟程序中实现在线计算的激光交叉束能量转移(CBET)耦合模型。借助由激光逆轫致吸收公式引入的泵浦激光功率密度在流体网格尺度上的计算公式,该模型可计算探针激光束中每根光线所携带的能量经过与泵浦激光场相互作用带来的损失(或增加),从而实现激光能量在束间的转移。反复迭代的计算方法解决了由于激光束间能量转移与光线历史相关并且束间强耦合带来的方程求解困难。模型很容易推广到多束激光束两两能量交换的情形,也可用于研究逆轫致吸收和激光等离子体相互作用等物理内容。     

微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究

在气体探测器研究中,利用266 nm紫外激光的双光子电离物理机制使气体电离产生可测量的信号,是一种重要的标定方法.随着微结构气体探测器(MPGD)的不断发展,用紫外激光标定来实现较高精度位置分辨率成为了一种研究需求,对此有两个关键技术问题需要解决:实验研究激光可测信号大小以及激光指向精度.分析和模拟计算了紫外光电离信号大小和激光调光误差,基于微结构气体电子倍增器探测器与266 nm波长激光束,在工作气体Ar/CO_2(70/30)中,测量了不同光斑面积与输出信号的关系;设计和研制了紫外激光调光系统,实验测量了紫外光调光偏差.模拟结果与实验结果对比分析表明:紫外激光束作用于气体探测器,探测器增益在5000,前放增益为10 mV/fC时, 6 mm读出条宽输出信号幅度约400 mV;在探测器内传播距离为400 mm时,较短时间内(10—20 min)实验调光指向精度可以保证小于5′,引入z向偏差最大可以达到0.33 mm,对应z向漂移速度的测量相对误差为6.4×10-4.该研究为MPGD与紫外激光标定实验设计提供主要的设计参考.     

激光等离子体X光辐射非平衡特性实验研究

在ＬＦ－１１和ＬＦ－１２高功率激光装置上进行的实验中，设计了一些特定的激光束－金腔靶－探测器条件，创造了激光直接加热、准辐射加热和激光、Ｘ光混合加热三种物理条件，采用软Ｘ光透射光栅能谱时空分辨技术，测量了腔靶、缝靶和双孔靶等高分辨Ｘ光能谱，研究了激光等离子体Ｘ光辐射非平衡特性。     

用单片机控制激光能量分布的测量

用单片机控制激光能量分布的测量刘新民（华侨大学物理化学研究所泉州３６２０１１）一、光路的改进能量分布是激光的重要参数．其测量方法很多，最常用的是光点扫描法，如图１所示．激光束投射到由电动机带动的转镜上，反射后投向一带有小孔光闹的光电探测器，电信号放大...     

一种大功率宽波段激光束散角的校准测试方法

在大功率激光系统的评价与分析中,激光器的光束品质是系统光束品质的决定性因素,也是激光器验收、鉴定的重要指标,其中束散角是判别激光光束质量的重要参数。本系统测试激光波长的范围比较宽,一般在0.532μm～10.6μm之间,没有合适的探测器能够覆盖整个波段,所以采用了一种新的方法来解决宽波段束散角的测量问题。选用CCD成像和扫描狭缝相结合的方法来实现宽波段激光光束束散角的测量,可见光和近红外波段（0.532μm～1.2μm）激光光束采用CCD法测量激光束散角,中红外波段（1.2μm～10.6μm）激光光束采用扫描狭缝法测量激光束散角。两种方法的结合可以较为精确地测量出不同波段的激光束散角。     

利用双相光栅的激光束相干合成

本文介绍一种采用纯双相光栅进行激光束相干相加的方法。用一光栅能把单一光束高效率地分离成N个相等级次激光束,亦能以相同效率把N个相等级次的激光束转换成单一光束。实验证明,它能以75％的总转换效率将七束激光转换成一个单束激光。本文还描述一种实验装置,将两束氦-氖激光与三束氦-氖激光(波长为3.39μm)的功率合成,其效率可高达83％。     

延迟双脉冲激光产生的空气等离子体的光谱研究

使用激光双光束方法，对激光大气等离子体的光谱进行了实验研究.由一台激光器产生的两束激光，其中一束用于产生等离子体(电离激光束)，另一束则用于对已产生的等离子体施加影响(作用激光束).作用激光束所引起的光谱特征变化的实验研究结果和相应的初步分析.结果表明，在作用激光束的影响下，激光大气等离子体光谱的强度在整体上都有明显的增加，而且，连续光谱的增强大于线状光谱；短波连续光谱的增强大于长波连续光谱；作用激光束相对于电离激光束的延时越大，谱线增强的相对值也越大；作用激光束对谱线的增强不存在明显的阈值效应.结果还表明，作用激光束除导致光谱幅度增强外，对激光大气等离子体中各种类谱线成分的衰变时间也有明显的影响：除个别谱线外，大多数谱线的衰变时间都有不同程度的延长.对结果的初步分析指出，上述结果是激光大气等离子体中的自由电子吸收作用激光束的能量后，在等离子体中有不同传递途径和不同传递效率的体现.该结果为深入了解激光大气等离子体衰变过程中的微观物理现象提供了新的线索，也为以延长激光大气等离子体衰变过程为目标的技术应用提供了实验依据. 关键词： 大气等离子体 双光束 等离子体光谱 谱线演化     

激光远场焦斑测试技术研究

激光远场分布测量一直存在两方面的困难：一方面是由于波面畸变具有不确定性，使得焦平面位置不易确定；另一方面是焦斑“主瓣”和“旁瓣”光能密度相差悬殊，无如此大动态范围的探测器。此文针对现有的激光远场测试的3种常用方法(长焦距透镜法、列阵相机法、Rame Pair法)进行了实验研究。首先需要建立一个实验平台，3种激光远场测试方法在相同的测试条件下对激光束的相同位置进行测试，以减少比对误差。光路排布如图1所示。图1中虚线所包围的部分即3种测试方法的光路排布，由这3种方法分别测得的焦斑和焦斑列阵并通过一定的算法重构焦斑，所得结果比对如图2。     

基于阵列式探测器的高能激光大气传输试验与评估方法研究

对高能激光大气传输效应进行了理论分析,并结合数值算例定量分析了能见度和传输距离对到靶功率的影响。在此基础上,提出了一种基于阵列式探测器的高能激光大气传输试验与评估方法,给出了高能激光束到靶光斑参数的计算方法。研究结果能够用于测量高能激光通过大气传输后的激光功率密度时空分布,评估舰载高能激光武器大气传输能力,为未来开展高能激光武器外场试验奠定理论基础。     

532nm激光器光存储聚焦技术研究

在光存储系统中，为了保证存取信息所用的激光束准确地聚焦在记录介质表面上，必须具有精密自动调焦系统，该系统包括激光光源，扩束准直和整形光学元件，光学物镜，光电探测器，以及能上下运动的双轴力矩器。其中执行机构是在磁场中的双轴力矩器，线圈中电流不同时双轴力矩器拖动聚焦物镜上下移动，达到聚焦的目的。此过程中，位置探测器探测到焦点离存储介质表面的距离参数，并转化成聚焦误差信号，由此聚焦误差信号对物镜相对于存储介质的距离进行修正，从而使得激光束能准确地聚焦在介质表面上。结合532nm绿光，采用CDRW可擦写光盘，得到了约500nm的光存储斑。     

前沿动态

可深度加工的激光直写技术研究人员利用双光子聚合法制备了具有亚微米分辨率的有高度的复杂结构。双光子聚合法是通过聚焦激光束使光敏液体聚合,从而创建三维物体。但是,利用该技术制备的结构在高度上通常受显微镜镜头焦距的限制,该显微镜镜头用于使激光聚焦至样本。德国汉诺威激     

基于神经网络的火灾烟雾识别方法

提出了一种基于神经网络的火灾烟雾识别方法，以波长为670nm、1060nm、1550nm的三束激光的三对消光系数比作为网络的输入，网络的输出为“火灾烟雾”和“非火灾因素”，从典型火灾烟雾和非火灾因素对多波长激光的衰减实验中选取数据，组成26种网络样本模式定义表，经391次仿真训练后，输出误差小于0．0001，并经验证实验表明，本方法对火灾烟雾和非火灾因素能进行有效的识别，是处理烟雾识别等非结构问题的一种行之有效的方法。     

机载大气探测激光雷达人眼安全分析

 依据美国ANSI标准,模拟计算了0~12 km的高度范围内不同的激光束发散角和不同激光脉冲能量比例的532和1 064 nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量。给出两种532和1 064 nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案：(1)激光束发散角为0.3 mrad且532与1 064 nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶2;（2）激光束发散角为0.4 mrad且532与1 064 nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶1。分析了用这两种激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案探测模式大气时所对应的信噪比。分析结果表明：这两种方案既能保证机载激光雷达对模式大气探测时地面人眼安全又能达到探测所要求的信噪比。     

动基座激光束定向偏差测量新方法

提出了将二维摆镜和象限探测器相结合的动基座激光束定向偏差测量新方法.以摆镜作为快速调整激光发射主光轴方向的元件,利用象限探测器测量从目标返回激光主光轴的动态变化量,并从中分离光轴稳定平台运动对摆镜的耦合作用,得到激光主光轴相对目标视线的偏角,进而操控激光发射主光轴稳定瞄准目标.该方法具有较好的实时性,适用于运动目标的跟踪及时间为秒级的机载激光制导武器.