卫星激光角反射器的远场衍射光强研究

介绍了卫星激光角反射器的远场衍射光强研究,包括二面角（直角）偏差、表面不平度和反射面特性对远场衍射能量分布的影响。提出的远场衍射数学模型已用于Galileo卫星激光后向反射器设计,对其样品的实验结果表明,与理论计算的远场衍射能量分布相一致。     

卫星激光后向反射器结构应力对衍射能量分布影响研究

阐述了Galileo卫星激光后向反射器机械结构特性。 着重讨论了后向反射器的环境适应性设计和应力对角反射器光学性能的影响,以及相应的实验结果。     

具有面形误差的角反射器反射特性研究

通过采用矢量光学和光线追迹算法来建立具有面形误差角反射器的几何光路模型,可以得到各种面形误差、不同入射角和不同底面切割形状的有效反射面积;通过蒙特卡洛法对夫琅禾费衍射进行模拟,可以得到角反射器的远场衍射能量分布模型。针对三角形切割的球面面形误差的角反射器,介绍了角反射器内部光线路径和蒙特卡洛衍射,给出了具有不同球面面形误差的有效反射面积和衍射分布。以上分析手段可以为特殊用途角反射器、相位补偿和光行差角补偿等方案提供结构设计、优化和校验。     

激光角反射器的远场衍射光强解析算法研究

角反射器作为合作目标广泛用于激光跟踪、定位、测距等系统中,其反射光远场强度分布对于合作目标的设计、激光雷达系统性能的理论计算都有重要意义.提出了一种可以快速方便地计算角反射器衍射光强的解析算法,把角反射器有效反射区域近似为一个椭圆,并利用复高斯函数分解法把椭圆区域反射波束表示为一系列椭圆高斯波束的叠加,从而把角反射器远...     

导航卫星激光反射器技术发展综述

卫星激光角反射器(laser retro-reflector,LRR)作为SLR系统空间载荷部分,装载在卫星表面,其作用是增强星体目标对激光信号的反射率,实现星地距离的精密测距。导航卫星激光反射器是星载激光反射器应用的一个主要分支,本文主要就导航卫星激光反射器国内外技术发展现状、光机设计主要问题、未来趋势和研究方向进行了扼要的评述、讨论和展望;所叙述的内容对其他类型激光反射器的设计同样有借鉴作用。     

角反射器在不同条件下光学性能变化实验研究

介绍了卫星激光角反射器在激光测距中须引入直角误差来克服速差效应带来的影响,并对角反射器的远场衍射能量分布进行了实验研究。另外,分析了空气抖动和机械应力等外界因素对远场能量分布的影响。     

卫星激光合作目标中角反射器的密接布阵设计

用于卫星合作目标的角反射器阵列的设计 ,国际上普遍采用的是圆形布阵方案。采用正六边形密接布阵设计 ,获得了轻量化、高稳定性的卫星激光合作目标。角反射器阵列尺寸为 2 80mm× 16 0mm ,重量小于 2kg ,共有38个角反射器单元 ;单元底面加工成正六边形 ,对边距为 31 5mm ,有效通光口径为 30mm ,高为 2 5mm ;考虑到星载角反射器的速差效应及其补偿要求 ,经计算机数值模拟 ,将单个角反射器的综合角度误差确定为 5°± 0 5″ ,并在加工时对每个直二面角人为引入约 1″的角度误差。该设计虽然在一定程度上增加了阵列基座的加工难度 ,但计算表明 ,在设计尺寸一定的情况下 ,与传统圆形布阵相比 ,合作目标阵列的重量减轻 15 5 % ,而有效反射系数及回波光子数均提高 10 3%。     

Galileo卫星激光反射器的结构设计

卫星激光反射器的结构设计是激光反射器设计的重要内容,本文以Galileo卫星激光反射器为例,阐述了中高轨导航卫星激光反射器结构设计所需解决的问题和措施途径,包括结构总体布局、角反射器组件结构、材料设计、减振缓冲、静电防护、热控技术等;并针对航天环境载荷(结构装配、恒加速度、振动、冲击、热循环等),对激光反射器的机械和光学性能影响进行了分析、计算和讨论,以此验证结构设计的可行性;Galileo卫星实际测距效果理想进一步表明Galileo反射器结构设计的合理。     

HY-2卫星激光反射器理论分析及激光测距实验

激光反射器作为一种被动无源光学合作目标,是人造卫星激光测距系统中的重要组成部分。对于运行在低轨卫星中的激光反射器,既要在较大的激光入射角范围提供服务,又要将角反射器阵列结构所引入的综合测距误差控制在一定范围内,以保证高精度的激光测距,因此绝大多数采用半球形阵列结构。文中以我国海洋二号卫星激光反射器为例,对半球形激光反射器的远场衍射分布、相对有效反射面积分布、距离更正误差分布和激光测距综合精度等核心技术参数进行理论分析。并以国内流动式卫星激光测距系统TROS1000对海洋二号卫星激光反射器进行追踪和激光测距实验,测量结果表明,激光测距内符合精度为1.1 cm,理论分析与实测结果相符。标志着海洋二号卫星激光反射器性能优良,这对以后激光卫星反射器的设计具有指导意义。     

常用卫星角反射器阵列的结构设计

卫星角反射器阵列作为激光测距系统中的合作目标,用于提高大观测范围内反射光束的能量.角反射器阵列的结构形式直接决定其两项重要的性能指标:回波光电子数和质心改正误差.为了优化设计出常用角反射器阵列的结构参数,必须保证观测范围内"接收信号的回波光电子数最大化"和"质心改正误差最小化".根据带合作目标的激光测距机工作原理,推导了接收信号的回波光电子数及其质心改正误差的数学表达式.以阵列结构参数优化为目的,给出了常用角反射器阵列结构的设计方法.以日本ADEOS-Ⅱ卫星角反射器阵列为例,仿真计算了角反射器阵列的结构参数:设计得到角反射器为9个、结构倾角和方位角分别为50°和45°,其半球半径约为85.7 mm,这些结果与ADEOS-Ⅱ实际参数结果完全相符,从而验证了设计理论的正确性.     

AGV激光导航中反射板布设研究北大核心CSCD

针对激光导航自动导引车(automatic guided vehicle,AGV)系统中反射板布局质量难以衡量的问题,本文提出了利用水平精度因子(horizontal dilution of precision,HDOP)来表征反射板在空间几何分布质量的方法。水平精度因子反映了定位系统中路标的几何布局与定位精度之间的关系,在相同的测距精度下,待定位置的HDOP值越小,该位置的定位精度就越高。通过定位仿真实验,分析了4种定位方案下HDOP值与定位误差的关系,结果表明,HDOP值较小的位置,AGV的定位精度也越高;在测试点位于反射板所围成的封闭区域内以及合理地增加反射板数目的情况下,测试点的HDOP值较小、定位误差小。基于此,可以通过合理布设反射板的位置、增加反射板的数量,来提高AGV的定位精度。     

立方反射镜失调特性的研究

结合理想坐标系下立方镜镜面微小倾斜后其三个平面法线坐标，利用刚体微量转动的反射法线向量公式，获得非理想立方镜反射矩阵；为了研究在光斜入射时镜面倾斜对出射光方向的影响，利用立方镜绕顶点旋转等效于光斜入射的方法，计算出光束夹角δ与单一镜面偏差角ε和立方镜旋转角θ之间的关系式；对于理想情况下的立方镜，利用几何光学可以证明出射光与入射光不但平行，而且过顶点作任意截面交于两光线所得的两个交点关于顶点对称，从而计算出立方镜绕顶点以外任意轴旋转造成出射光束相对原出射光的偏移量与旋转角关系式，理论计算值与实验数据吻合得很好；介绍了立方镜的制作、调整及检测方法，偏差角的测量与计算。     

斜入射条件下角锥棱镜光学特性分析

角锥棱镜具有严格的后向反射特性。激光斜入射条件下,会造成角锥棱镜有效反射面积的减小及附加光程差,对激光主动探测及激光精确测距产生影响。利用几何光学原理,建立了斜入射条件下角锥棱镜有效反射面积数学模型,针对激光精确测距要求,推导了附加光程差与入射角的关系。理论分析及数值仿真结果表明,激光主动探测系统回波功率随入射角的增大而减小,不同的入射方位角对应不同的最大可探测入射角。对于给定的角锥棱镜,测距精度随入射角的增大而减小,在角锥棱镜最大允许入射范围内,测距精度误差可达2.85 mm。这对角锥棱镜的设计和实际应     

随机相移激光的远场光斑研究

从理论上分析了激光经随机位相板变换后在远场的光斑特性(包括光斑的形状、大小、旋转对称性、衍射效率以及旁瓣分布),通过比较三种形状位相元(等边三角形、正方形和正六边形)的远场光斑特性,得知正六边形位相元结构的随机位相板更适合于激光聚变中的束匀化.     

免调试激光器研究新进展

介绍了免调试激光器的基本概念和广泛应用,总结了国内外关于免调试激光器的研究在实现激光器小型轻量化、多波长输出、改善大能量/高功率激光器光束质量方面的新进展,以及向双角锥棱镜谐振腔方向拓展应用研究的新动向。重点报道了角锥棱镜谐振腔在相干合成领域的最新进展,分别实现了角锥光纤激光器互注入相干合成和基于角锥固体激光器互注入相干合成,为实现高可靠、大能量/高功率、高光束质量激光输出提供了一个有效技术途径。     

角锥棱镜阵列谐振腔钕玻璃激光器实验研究

利用角锥棱镜阵列作为谐振腔的后腔镜,设计了一种新型的钕玻璃激光器谐振腔并进行了实验研究.实验中获得了能量大于500 J的1.06 μm激光脉冲,发散角0.6 mrad左右,电光效率为2.3%.实验采集到的输出光斑不是一系列强度相差不大的子脉冲,而是中间有一个强峰,周围分布着一系列强度小得多的次峰.最后,对实验结果进行了解释与讨论,提出了利用角锥棱镜阵列进行光束相干合成的设想.     

基于极化分解的舰船和角反射器鉴别方法

使用角反射器是舰船电子对抗中常用的一种无源干扰方式,它在时域、频域和空域上与舰船的雷达回波都没有显著差异,因此传统单极化雷达很难有效鉴别舰船和角反射器。分析了舰船和角反射器在极化回波上的特性差异,并基于Krogager极化分解提取了单频点和多频点情况下的特征矢量,通过支持矢量机对舰船和角反射器进行了鉴别。电磁计算数据表明：该方法可以较好地对二者进行鉴别,且对单角反射器和阵列角反射器都有效,为解决舰船和角反射器的鉴别问题提供了一个可行的思路。