成像法测量脉冲激光远场能量密度的模型及不确定度分析

 设计了基于漫反射成像法测量脉冲激光远场能量分布的方案,在相机标定的基础上建立了CCD图像灰度值与漫反射板上脉冲激光能量密度对应关系的数学模型,该模型考虑了漫反射板的漫反射率和CCD像元响应度的空间不一致性,并对不同测量位置的离轴角的影响进行了修正。分析表明:CCD灰度值、镜头透过率、漫反射率和CCD响应度的不确定度传播系数为1,镜头光圈数的不确定度传播系数为2,镜头焦距的不确定传播系数随离轴角增大而增大,成像中心像素坐标的不确定度传播系数在图像顶点处最大。针对相机标定实验中发现的利用Tsai单视角共面点标定相机得到的镜头焦距与实际存在较大偏差问题,指出对于定焦镜头,应该采用其它离线方法进行准确标定;对于变焦镜头,可采用单视角非共面点或多视角共面点进行在线标定。     

近海平面大气湍流对光波传输影响的数值模拟

针对近海平面大气湍流的特点,采用多相位屏法,对平面波在不同湍流强度下的近海平面的传播进行了数值模拟。对最终的能量分布与在真空中传播相同距离的传播结果进行了比较。结果表明,湍流对光波强度的影响显著,且湍流强度越大,光波强度起伏越大。     

激光测距中的几种虚警抑制措施

激光测距的关键在于光电微弱信号的检测，如何调和可靠性和灵敏度之间的矛盾是弱检问题的关键。激光测距系统包括主控电路、发射电路、接收电路、计时电路以及其他一些功能电路，其中与虚警的产生和抑制密切相关的部分主要是接收电路和主控电路。从硬件设计和主控电路软件算法两方面，对测距机虚警抑制方法进行了分析，其虚警抑制方法对其他激光测距系统具有普遍意义。     

像差对激光制导目标方位探测精度的影响

激光半主动寻的制导武器在现代战争中发挥了重大的作用。在研究和分析四象限探测器探测目标方位的工作原理和实质的基础上,通过研究和分析激光半主动寻的制导武器的光学系统由于像差的存在导致目标方位探测误差的机理,得出一些重要结论。同时,根据一套实际光学系统参数,计算出了由于像差引起的目标地面偏差的数据曲线。本文为激光半主动寻的制导武器的光学系统设计以及其目标方位探测精度分析提供了重要的参考依据。     

二自由度转台在平面位置指向应用中的控制算法研究

研究了一种承载激光指示器的二自由度转台从待指示的平面坐标到转台转动角度的映射的解算算法及其实现,通过试验验证了该算法的可行性、稳定性和准确性。     

速率偏频激光陀螺过锁区误差特性分析

分析了速率偏频激光陀螺过锁区的误差特性。根据激光陀螺的闭锁方程,分别从数值模拟和理论分析两种途径对速率偏频激光陀螺过锁区误差特性进行了研究。结果一致表明:速率偏频激光陀螺过锁区的误差与锁区大小成正比,与过锁区的加速度的平方根成反比,与刻度因子的平方根成反比。文中具体给出了速率偏频激光陀螺过锁区的误差方程。过锁区误差为速率偏频激光陀螺的主要误差源。     

大动态范围窄脉冲激光参数测量探头

设计了一种双探测器结构的窄脉冲激光参数测量探头,解决了大动态测量范围和高速放大电路高增益时信噪比低的矛盾。通过对探头前端的光学特性进行分析,给出了均匀照射时探头前端的照度传递系数,并且对非均匀照射情况下可能的最大模型误差进行了分析,指出增大漫透射陶瓷片与探测器的距离和减小出光孔径有利于降低模型测量误差,减小双探测器偏离光轴的安装距离有利于提高两个探测器的测量一致性。测试表明,对于10 ns脉宽的1.064μm激光,所研制的探头在50 nJ~8 mJ范围内的测量误差低于±9%,输出激光脉冲波形幅度在0.7~1.4 V之间。利用推导出的照度传递系数公式还测出了漫透射陶瓷片的透过率为0.60,测量误差为±1.7%。     

入口段协同式翅片强化单相对流换热数值模拟

对二维平行平板通道入口段内设置协同式折流翅片的层流换热和流动特性进行了数值模拟。研究了翅片倾角以及通道长高比L／H对换热和阻力特性的影响。研究的Re数范围为100-1000。在翅片倾角β=0°-21.8°范围内, 通道内平均Nu数随翅片倾角β的增大而单调增大,随通道长度增大而单调减小。如果从相同泵功下强化效果来评价, 则是小倾角翅片较优,并且随Re数增大强化效果减弱。另外,分析表明,场的协同确实与换热率密切相关。     

激光测距仪的点源透过率

 通过分析柱形腔结构的激光接收机的点源透过率,论证了视场外利用杂散光干扰激光测距仪的可行性和对干扰光功率的相对需求。按照干扰光入射角度由小到大的顺序,提出了漫反射 镜面反射干扰、二次漫反射干扰和一次漫反射干扰的杂散光干扰机制,推导出了相应的点源透过率公式,并利用Tracepro软件进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明：在典型条件下为了确保在30°内可靠干扰激光测距仪,对干扰光功率的需求相对于视场内干扰时要高出5×10⁶倍,确保80°内可靠干扰则需提高10⁸倍。从提高光电接收系统抗干扰能力的角度指出：降低滤光片镜面反射率并使其远离探测器,可以减小漫反射-镜面反射干扰;降低接收光学系统腔内壁漫反射率,可以减小二次漫反射和一次漫反射干扰。     

Accurate and fast simulation of Kolmogorov phase screen by combining spectral method with Zernike polynomials method

A new method is proposed to simulate the Kolmogorov phase screen. A hybrid phase screen is achieved by linearly combining two phase screens simulated by both spectral and Zernike polynomials methods. Unlike the imperfection of phase structure function existing at some spatial frequencies in each of the two methods, the mean structure function of the hybrid phase screens coincides remarkably well with theory in the whole spatial frequency domain. Apart from advantage on accuracy, the proposed method also saves considerable computational time. For a phase screen with certain accuracy, the new method is ten times and seven times faster compared with the spectral method and Zernike polynomials method, respectively.