目标激光漫反射率测试系统

目标激光漫反射率的测量与标定,对于目标漫反射特性和激光系统的评估分析是至关重要的。介绍了一种由大口径激光能量仪构成的目标激光漫反射率测试系统,系统可以在结构上保证CCD观瞄系统光轴与1.57μm激光探测器光轴一致,且CCD观瞄系统和激光能量仪机构合一。经测试系统进行实验,标定和实验的结果表明,系统检测精度高、操作性好。     

一种新型液体浓度检测系统研究

以光电位置敏感器件作为接收器件,提出了一种利用双折射光透方法的液体浓度检测系统.该系统主要由半导体激光器、光学系统、位置敏感器件信号调理电路、单片机系统、A/D转换电路和显示电路组成.该检测方法的准确性进行了理论分析和实验仿真,并分析了影响检测结果的主要因素.实验表明,温度漂移和光源强度对本系统的影响非常小.     

一种实用化实时测温系统优化设计中的几个问题

基于Kirchoff定律,利用半导体激光器及钽酸锂热电器件设计了一种实用化的实时测温系统.根据待测目标的光谱辐出度及相对测温灵敏度随λT的变化关系,确定了系统工作波长的大致范围;通过对水冷遮蔽板的尺寸及其放置位置与波长间的关系、以及对大气的红外透射谱等的分析,确定了系统的工作波长;按照水冷遮蔽板的尺寸及其放置位置(H/R之值）对测温精度的影响,讨论了水冷遮蔽板的H/R之值,并由此分析了系统的抗干扰能力及测温精度.指出了引起系统测温不确定度的5种主要原因,并对其中的2种进行了简要的分析.实验结果表明,该系统的测温精度优于0.3%.     

新概念高能激光武器与强激光光学计量检测技术

新概念高能激光武器的研究与发展已有四十多年的历史。第一代高能激光武器主要采用连续波化学激光器，其输出功率可达百万瓦。第二代高能激光武器主要采用了波长更短的节能固体激光器件，其输出功率为100kW。与第一代高能化学激光武器采用超高能量直接烧毁杀伤目标不同，第二代高能固体激光武器寻求节能型杀伤方式，即以最小程度的破坏来实现致命杀伤的效果。随着高能激光武器的发展和实战部署，作为高能激光武器核心的高能激光系统总体性能参数(能量/功率、激光波形、光束质量、近场和远场的强度分布、光束指向稳定性、光谱和偏振特性等)的计量和测试显得尤为重要。文中围绕新概念高能激光武器的历史、研究现状和未来发展展开论述。高能激光武器系统的研制对强激光光学计量检测技术提出的新要求和挑战有助于推进强激光光学计量检测技术的发展。     

差动型激光自混合干涉式位移测量系统

提出了一种利用激光自混合干涉效应的差动式位移测量系统, 建立了系统的数学模型,经仿真分析及实验验证表明： 和单激光管结构相比, 该系统位移分辨力提高了二倍, 达 １／４ 光波波长, 且能大大减小光反馈强度引起的噪声及温度干扰。     

二级轻气炮遮挡式激光光幕测速系统

 研制了用于测量二级轻气炮毫米级弹丸速度的遮挡式激光测速系统。该系统主要包括测速平台和激光测速仪,采用红光半导体激光器作光源,硅光电二极管为光电探测器。测速平台安装于炮管测速段,具有结构简单紧凑、抗振动、激光光幕易于准直和测量等特点。激光光幕高度为20 mm,避免了弹丸偏离轴线过多时因无法遮断光束导致的测速失败。运用该测速系统进行了一系列二级轻气炮测速实验,成功测量了金属弹丸和非金属弹丸的速度,测速范围为1.58～4.51 km/s。将测量数据与磁测速系统测量数据进行比较,结果表明,该激光测速系统的测量精度高、稳定性好、灵敏度高、抗干扰性强、适用范围广。     

一种棱镜式激光陀螺光强控制系统研究

激光陀螺设计时均采用光强控制系统和程长控制系统。依据控制系统理论,建立了棱镜式激光陀螺光强控制系统传递函数。用实验测试的方法建立了环形激光器在光强控制系统中的等效数学模型,通过理论分析和Matlab仿真,能够准确评估激光陀螺光强控制系统的性能,为系统设计提供了理论依据,提高了陀螺性能和调试效率。     

一种新型的基于非成像光学的LED均匀照明系统

为解决发光二极管(LED)作为朗伯光源难以直接应用的问题,运用非成像光学设计方法,实现了一种新型的基于LED的均匀照明系统,它能够在一个特定位置的屏幕上形成一个具有特定尺寸的均匀圆形光斑。使用基于蒙特卡罗法的光线追迹软件对该光学系统进行模拟仿真,结果显示屏幕上光斑的均匀度优于85%,系统效率高于82%。     

40K-87Rb原子冷却的半导体激光系统

对40K-87Rb原子冷却的半导体激光系统提出了一种实验方案,并进行了初步实验.采用三台外腔光栅反馈半导体激光器(ECDL)、四台注入锁定从激光器和一台半导体激光放大器组成激光系统.三台ECDL通过声光调制器产生四束光,分别作为40K和87Rb原子的冷却光和再抽运光,四束不同频率成分的激光分别注入锁定四台从激光器,然后Rb冷却光、K冷却光和K再抽运光再同时注入半导体激光放大器进行放大.该装置可同时产生冷却40K和87Rb原子的冷却光和再抽运光,结构紧凑、工作稳定.     

一种高精度光纤测温系统工作波长的优化设计

基于基尔霍夫定律 ,利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。依照测温系统中单个探测器的温度分辨力、R(T)～T曲线的线性度、R(T)～T曲线的温度灵敏度及其相对温度灵敏度与各主要技术参量之间的关系 ,对采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件实现的实用化实时测温系统的工作波长进行了优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 130 0℃内 ,当系统工作在λ1=2 .1μm、λ2 =2 .3μm时 ,其温度灵敏度高于 1.0× 10 -4℃ -1,相对温度灵敏度不低于 0 9,测温精度不低于 0 15 %。均符合设计要求     

强激光与红外传感器光轴平行性测量仪器的研制

研制了一种可在野外使用的光轴平行性测量仪器，该仪器利用热靶技术进行1．06μm激光谱段到3～5μm、8—12μm红外谱段的转换，实现了对光电跟踪测量设备25MW强激光发射器光轴与红外传感器光轴间的平行性误差测量。仪器的设计主体采用完全对称的结构和积木式的组装方式，保证了仪器在野外恶劣环境下保持测量精度不变。通过巧妙地利用电磁开关控制，实现了仪器靶面的远距离控制转换。装调工艺和检测措施确保了仪器的测量精度，并通过各种环境试验验证了仪器的可靠性。对仪器精度和环境适应性测试表明，该仪器测量精度达到10＂，并可在-30℃-＋60℃的条件下，保持精度≤10＂。     

智能弗兰克-赫兹实验测量仪的研制

采用AT90S 8535单片机研制了一种智能弗兰克－赫兹实验测量仪，能测量10^-9-10^-12A微电流，提供0－50V线性程控稳压电源，模糊控温，图形液晶显示中英和曲线，曲线数据打印，具有测量快、精度高、体积小、成本低、使用方便等优点。本介绍了该测量仪的硬件组成、典型电路工作原理、软件设计，分析了实验结果。     

杨氏弹性模量测量仪的改进

测定杨氏弹性模量的实验是大学物理实验课的重要实验之一,通过反复多次的实验探索,对杨氏弹性模量测量仪的关键性组件——光杠杆进行了有效改进从而彻底消除了光杠杆易翻落摔坏的隐患,使更换镜片方便,反射像十分易于寻找,实验效果非常明显.     

卧式杨氏模量测量仪

针对传统杨氏模量测量仪的不足,设计了卧式杨氏模量测量仪.该仪器采用千分表直接测量金属丝伸长量,提高了测量精度.     

半导体激光器发射光谱实验仪

设计了一种半导体激光器发射光谱实验仪 ,可以用来观测LD发射的荧光光谱、激光光谱 ,以及了解光栅外腔选取单纵模、压窄线宽、波长调谐的机理 .该实验仪结构紧凑 ,物理概念清晰 ,适用于大专院校的光学实验教学     

Modeling, measuring, and minimizing the instrument response function of a tunable diode laser spectrometer

The instrument response function (IRF) of a spectrometer limits the accuracy of measured spectroscopic parameters by broadening recorded spectral lines/features. We describe methods to model the effects of the IRF on spectral data, to minimize the IRF widths, and to measure the resulting width of the spectrometer IRF. We have modeled the IRF of our Tunable Diode Laser Spectrometer as a Voigt function. A real-time method of eliminating the effects of low-frequency spectrometer drift has been implemented and has resulted in a substantial reduction in the width of the IRF, its residual Gaussian component reduced from about to about . An accurate measurement of the IRF Gaussian width utilizes a computationally simple method making use of the spectral dependence of the RMS noise of each signal-averaged data point. Various noise sources affecting the spectrometer (preamp/detector noise, laser AM noise, and laser FM noise) are identified and separately quantified by use of the same method. The IRF Gaussian-width measurement can be automatically applied to each measured spectrum of an experimental data set. A related method is discussed which allows accurate determination of the spectral dependence of statistical noise appropriate for use in quantitative Chi-square fitting of absorption spectra. We explore simple, efficient numerical processes which can dramatically enhance the quality and usefulness of acquired spectral data, improving the ability to apply TDL spectroscopy to high-precision, quantitative measurements and the determination of detailed spectroscopic lineshape parameters. This paper provides a guide for interested readers to implement these developments in their own spectrometers.     

三坐标激光非接触测量技术在武器系统测量领域的应用

为实现某武器系统核心部件的自动精确测量,依据通用三坐标测量系统设计原理,研制了一套激光扫描自动测量系统。本文首先介绍了测量系统的组成;然后从激光测量头测量原理、电路原理和气路原理等三方面介绍了系统的工作原理;通过建立理想测量模型和实际测量模型,给出了测量坐标系与用户坐标系的转换关系及利用标准件进行系统参数标定的方法;最后,通过建立准刚体误差数学模型,对系统误差进行了分析、计算。测量结果表明,该系统单点测量精度优于7μm,球面度测量精度优于22μm。     

激光二极管反馈干涉的实验观测

利用LabView软件虚拟示波器和信号源,观测了激光二极管反馈干涉实验现象．实验证明反馈回激光二极管的光的入射方向和入射光强以及信号处理电路的带宽,对反馈干涉信号有很大的影响．     

Predicting the performance data for a fiber laser by measuring the emitted fluorescence power of the end-on pumped fiber

A novel method is described that enables the prediction of the main laser parameters (threshold pump power, output power, slope- and extraction efficiency) without having realized the laser itself. The emitted fluorescence power of an end-on pumped fiber is absolutely measured along the fiber. Using specific material parameters of the doped glass and the waveguide attenuation, we calculate the laser properties without taking the resonator losses into account. This approach is extremely useful for fibers with special design parameters. We have used this method to characterize a fiber with a novel design, the M-profile fiber. Combining the results with the measurements on the realized laser, the impact of resonator losses (e.g., tilted fiber endfaces, effects of butt-coupled mirrors) can be inferred and improvements can be undertaken.     

Predicting the performance data for a fiber laser by measuring the emitted fluorescence power of the end-on pumped fiber

Abstract

A novel method is described that enables the prediction of the main laser parameters (threshold pump power, output power, slope- and extraction efficiency) without having realized the laser itself. The emitted fluorescence power of an end-on pumped fiber is absolutely measured along the fiber. Using specific material parameters of the doped glass and the waveguide attenuation, we calculate the laser properties without taking the resonator losses into account. This approach is extremely useful for fibers with special design parameters. We have used this method to characterize a fiber with a novel design, the M-profile fiber. Combining the results with the measurements on the realized laser, the impact of resonator losses (e.g., tilted fiber endfaces, effects of butt-coupled mirrors) can be inferred and improvements can be undertaken.