高精度激光告警参数提取算法

激光告警系统通过提取来袭激光的相关参数进行告警定位，其角度定位精度直接与战场生存能力相关。为了有效提高激光告警系统的角度定位精度，基于光栅衍射型激光告警原理，提出一种高精度测量来袭激光参数的算法。对激光告警系统进行标定，用高斯拟合法精确提取出衍射光斑标定图片的0级光斑中心，将来袭激光角度与对应角度的光斑中心进行拟合，根据拟合结果确定任意角度的光斑衍射图像对应的来袭激光角度参数。实验结果表明，方位角测量误差优于0.29°，俯仰角测量误差优于0.38°。该算法有效提高了激光告警系统的测算精度。     

“句芒号”激光光斑质心提取方法与稳定性分析

根据句芒号足印影像特点,提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法：基于灰度转换模型去除地物背景,结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声,并利用灰度重心法计算质心坐标。使用所提方法对多种地物类型仿真光斑和实测光斑进行质心提取,结果表明：所提方法的质心提取均方根误差约为0.074 pixel,最大误差约为0.482 pixel,对句芒号光斑影像的适应性较好。对句芒号足印影像光斑开展了稳定性分析,结果表明,所有激光波束的光斑质心坐标的标准差小于0.34 pixel,激光器与光轴监视相机的相对几何关系较为稳定。所提方法可用于激光光斑质心提取及稳定性监测,对句芒号激光数据处理和应用有一定参考价值。     

基于高斯拟合的激光光斑中心定位算法

激光光斑中心定位是光学测量中的关键技术之一。通过对常用定位算法的分析,给出利用光斑图像中的不饱和点对光斑进行高斯拟合,并以拟合函数的幅值点作为光斑中心的方法。利用人工光斑对该算法进行验证,结果表明该算法误差远小于0.1 像素;利用一维高精度电动平移台、CCD相机、激光器等搭建测试系统,由计算机自动采集激光光斑图像并对其进行分析,实验结果表明该算法与理论分析结果的均方根误差仅为0.1 像素。     

针对散射激光的全向激光告警系统激光威胁源定位技术研究

针对目前散射激光告警中只能定位到散射激光光斑,而不能追溯到敌方来袭激光源的现状,构建了战场环境下包括敌方威胁激光源、照射于某平台上的散射激光光斑以及全向激光告警系统在内的空间三维几何模型,推导了平台上散射激光光斑轮廓解析表达式,以及轮廓上任意一点相对鱼眼镜头的物方半视场角表达式。将成像于探测器上的光斑进行鱼眼成像畸变校正并取光斑边缘点,计算得到三维几何模型诸参数。再将模型参数与传感器阵列信息相结合,可最终获取敌方威胁激光源相对系统的方位和距离信息。最后对以上方法进行了实验验证并对产生误差的原因进行了分析。     

天基激光告警系统成像特征及信噪比研究

目标成像特征和信噪比是天基激光告警系统优化设计、目标检测及攻击事件判定的重要依据.在介绍告警系统结构的基础上,分析计算了攻击激光成像光斑的情况,并进行了实验验证,讨论了系统的背景光噪声环境,计算了入瞳处的背景光辐照度,推导了系统成像信噪比公式,并得到了攻击激光成像信噪比.结果表明:攻击激光在正入射情况下的理论光斑直径约...     

太阳对成像型天基激光告警系统的影响

针对成像型天基激光告警系统中的太阳背景辐射问题,通过理论分析和数值计算研究了太阳与系统探测器不同空间位置关系时直射太阳光和地球反射太阳光对系统成像信噪比、威胁激光检测、探测器自身安全的影响.结果表明:太阳光是天基激光告警系统的主要背景辐射,地球反射太阳光是系统红外探测器成像的主要背景光|反射太阳光辐照在探测器像面上的最大能量密度为0.97 mJ/cm2,反射太阳光背景下,攻击激光成像信噪比在103以上,信标激光信噪比小于1,反射太阳光对攻击激光检测没有影响,对信标激光成像是强背景干扰|直射太阳光辐照探测器是系统不可避免的情况,太阳成像光斑功率密度最大时约20 W/cm2,将导致探测器像元饱和甚至损坏|太阳成像光斑特征与入射激光相似,会造成系统严重虚警.     

武器自动机运动规律测试系统光斑定位算法的研究

针对重心法、高斯拟合法等传统的光斑中心定位算法存在抗干扰能力差、定位精度低等问题,提出了一种以圆拟合算法为基础进行改进计算光斑中心的方法。采用56式冲锋枪进行实弹单发实验,对测试系统获得的数据分别用改进圆拟合、高斯拟合及重心法进行处理。将处理结果与OFV5000激光速度计测试结果相比较,改进圆拟合算法的相对误差仅为0.92%。结果表明:该算法提高了抗干扰能力,实现了光斑中心的快速、准确计算,并且获得了武器自动机运动规律。     

激光告警中近红外焦平面阵列探测器成像技术研究

为了提高激光探测的方位分辨率,实现对来袭激光的准确定位,选用了FPA-320x256-C型InGaAs焦平面阵列探测器作为光栅衍射型激光告警装置的核心元件。介绍了基于光栅衍射的激光波长和方向探测原理,在分析了探测器性能及参数的基础上设计了驱动电路。探测器在FPGA时序的控制下,输出模拟量通过高速AD进行采集,数据经缓存后存储在FPGA外扩的SRAM中,然后通过USB传送至PC机。上位机Labview采集原始数据,处理并显示。利用上述方法,完成了成像实验,采用波长为1 550和980 nm的激光器从不同角度进行入射,对探测得到的衍射图像进行分析,判断出零级和一级的位置,根据光栅衍射理论,计算出相应波长和二维方向入射角,结果显示波长误差小于10 nm,入射角误差小于1°。     

直尺衍射现象及分析

衍射是光的波动性的一个重要特征,而光栅衍射则是其中一类常见且重要的衍射现象.当激光束入射直尺边缘或表面时会出现半圆形衍射光斑,其产生机理并不清楚.针对直尺边缘与表面的半圆形衍射光斑,本文理论结合实验分析了其产生机理.研究发现,当直尺表面或侧面存在规则的类光栅结构时,其衍射光斑为半圆形.利用标准二值光栅模型分析了直尺衍射问题,发现半圆形衍射光斑起源于多套光栅衍射的叠加.     

套孔法测量激光光束光斑半径方法探讨

对套孔法中的光阑法与光点法测量激光光斑半径实验中光阑半径的选取进行了分析,实验表明:光阑法所用的光阑半径等于待测光斑半径时,实验结果误差最小;同样用光点法测量高斯光束的光斑半径存在最小针孔直径.     

Intensity Moments of Hermite-Cosh-Gaussian Laser Beams

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ,ａｎｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｐａｒａｘｉａｌｗａｖｅｅｑｕａｔｉｏｎ ,ｋｎｏｗｎａｓｔｈｅＨｅｒｍｉｔｅ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ Ｇａｕｓｓｉａｎ (ＨＳＧ )ｂｅａｍｓ,ｈａｓｂｅｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｙＣａｓｐｅｒｓｏｎａｎｄＴｏｖａｒ[1,2 ] .ＡｓｏｎｅｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｅｘａｍｐｌｅｉｎＨＳＧｆａｍｉｌｙ ,ｔｈｅＨｅｒｍｉｔｅ ｃｏｓｈ Ｇａｕｓｓｉａｎ(ＨＣｈＧ)ｂｅａｍｓ′ｓｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉ…     

大气湍流中超短高斯激光脉冲的时间域展宽模型研究

穿过大气湍流的高斯激光脉冲在时间域的展宽行为与高斯脉冲通过理想高斯滤波器后的时域展宽行为相似。因此,为了激光通信信道仿真的需要,提出用级联巴特沃斯滤波器来逼近理想高斯滤波器的方法对这种时间域上的展宽行为进行建模。逼近后的高斯滤波器的3dB频率点与大气湍流的物理参数(包括折射率结构常数和湍流外尺度)和传播几何路径长度联系在一起,从而将高斯脉冲的展宽与所通过的大气湍流环境参数相结合并得到了模拟高斯脉冲展宽的解析表达式。该模型和由模型参数表示的高斯脉冲展宽的解析表达式不仅在湍流弱起伏区有效,而且在从弱起伏到中等起伏再到强起伏的整个区域中都有效。     

Second Harmonic Conversion-efficiency of Aberrated Laser Beam

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｅｃｏｎｄｈａｒｍｏｎｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃｒｅｓｅａｒｃｈ ,ｂｕｔｔｈｅｗｉｄｅｌｙｓｐｒｅａｄｅｄｔｈｅｏｒｉｅｓａｒｅａｌｌｂａｓｅｄｏｎｐｌａｎｅｗａｖｅ .Ａｃｔｕａｌｌｙｉｄｅａｌｂｅａｍｓｃａｎｎｏｔｂｅｍｅｔｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｉｓｇｉｖｅｓｖａｌｕｅｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｈｏｗａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓｏｆ ｐｕｍｐｗａｖｅａｆｆｅｃｔｓｅｃｏｎｄｈａｒｍｏｎ…     

超高斯渐变反射率激光反射镜

本文介绍了超高斯渐变反射率激光反射镜设计的基本原理。采用中心带孔的固定挡法制备渐变厚度薄膜的工艺方法，用ｅ型电子束枪在光学真空镀膜机中蒸发镀制出了膜斑直径为：３～６ｍｍ，级次为：２５～７的超高斯渐变反射镜     

Second Harmonic Conversion-efficiency of Aberrated Laser Beam

How aberrations of pump wave affect second harmonic generation is studied. The solution is applied to type I second harmonic generation in KDP crystal. The results of conversion-efficiency and transverse intensity distribution in second harmonic generation of Gaussian beam and super-Gaussian beam with aberrations of Zernike polynomials are presented.     

Laser range finder using Gaussian beam range equation

A new range equation for laser range finder using Gaussian beam profile is proposed. Unlike conventional range equations, the proposed equation can be applied to any ranging conditions, regardless of a beam size of incident light upon targets. We also show an operational coefficient for estimating the returned power using the proposed Gaussian beam range equation as an empirical correction factor.     

一种内置法布里-珀罗标准具选择He-Ne激光器内谱线的方法

He-Ne激光器中633 nm波长的增益远大于该波段其它5条谱线的增益,而且由于模式竞争的影响,通常情况下增益较低的相邻弱线(如629 nm波长)很难出光.提出一种在He-Ne激光器中加入法布里-珀罗(F-P)标准具来选择输出谱线的方法.通过选择适当的F-P标准具长度和反射率,可以达到抑制强线增益,使弱线振荡输出的目的.还采用高斯光束传输理论对谐振腔内F-P标准具的透射特性进行了仿真计算.     

激光通过散射介质的聚焦

基于角谱衍射公式和散射介质的圆形高斯分布模型,数值模拟光通过散射介质的聚焦.通过反馈优化算法实现散射光束的波前整形,在目标位置处形成一个很亮的聚焦光斑.改变聚焦目标位置后,可实现任意位置处的单点或多点聚焦.讨论了空间光调制器上的总调制单元个数、每个调制单元相位准确度与光强增长因子的关系.结果表明:目标位置处的光强随着总像素单元数的增加而线性地增强,并且随着调制单元的相位准确度的增加而增强.     

Suppression for the Low spatial frequency Rings and Ripples of Laser Near field Intensity Distribution in the Spatial Filter Used in ICF Laser DriveSupported by the key project of the National Science Foundation, National Hi Tech Foundation.

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｔｈｅｆｌｕｅｎｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｅｌｉｖｅｒｅｄｂｙａｌａｓｅｒｉｓｅｓｅｎｔｉａｌｆｏｒｍａｎｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ,ｓｕｃｈａｓｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｉｎｇ,ｓｕｒｆａｃｅｔ...