原油含水率测量的光学计量仪

油井含水率是油田开发过程中的一个重要指标。光纤传感器具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、实时、高效、准确等优点,将其应用于石油测井,有利于提高勘探效率。介绍测井应用中原油含水率计量仪的结构,分析了光纤传感器对混合液体含水率测量的基本原理。激光在弯曲光纤中的传输效率随外界混合介质折射率的变化而改变,根据光纤输出光功率的大小可以测量外界混合介质的组成成分。通过数值模拟,给出了光纤传感器中光束强度随混合液体含水率的变化现象,计算得到混合液体中含水率测量结果。结果表明,光纤传感器计量仪能实现0%～100%含水量的连续测量。最后基于数值模拟结果讨论了系统设计中的注意事项。     

美国运输机机载激光系统研制进展

美国运输机机载高能激光(AHEL)系统是下一代武器,能够在复杂环境中实施精确地隐秘打击。第1套实战化的机载激光武器,将在2022年进行演示试验。首先介绍了AHEL系统的应用需求、研制计划,并分析了系统结构和面临的技术挑战。其次梳理了AHEL系统的研制进展,并由系统参量评估了AHEL系统的作战性能。综合分析可知,AHEL系统采用最佳组件,通过快速原型方法,实现了激光武器系统在AC-130J飞机上的集成,并借鉴了以往机载激光计划的经验教训,降低研制风险。最后分析了其下一步的技术发展方向。     

美国高能激光定标放大计划进展分析

高能激光器性能直接决定了激光定向能的毁伤能力和打击射程,为此美国相继启动多项计划,以研制出高功率、高效、紧凑、轻量化,用于战场的坚固型激光器。2019年,启动了激光器定标放大计划（high energy laser scaling initiative,HELSI）,制定出最新的国家级激光放大路线图。首先介绍美国HELSI计划的启动背景、研究内容和实施阶段,其次分析HELSI计划第一阶段300 kW的研究进展,最后评述HELSI计划进展的后续影响。综合分析可知,目前洛·马公司的光谱合成光纤激光器技术在第一阶段率先胜出,不仅获得陆军300 kW作战光源的订单,而且还首先获得HELSI计划第二阶段500 kW的研制合同;HELSI计划的进展,使导弹防御局（missile defense agency,MDA）重新重视用于拦截助推段弹道导弹的定向能武器;HELSI计划支持了4种技术路线进行竞争发展,不过未来何种技术路线会最终胜出并部署在战场上,还需要加强先期论证,突破“技术迷雾”。     

光学系统辅助装调技术研究

光学系统装调技术是高功率激光工程中的关键支撑技术之一。对光学系统装调中影响系统光束质量的误差来源进行了分析,并根据像差的装调方式进行了分类。对这两类像差的辅助装调方式进行了比较和仿真模拟。针对第一类像差,在装调模型中代入失调系统检测得到干涉图,利用计算机辅助装调模型计算出失调量的大小和方向,确定出系统的装调方案。仿真结果显示,对系统调整工作有较好指导作用。针对第二类像差,利用元件加工面形之间波像差的互补性,优化调整光学元件的装校姿态。仿真结果显示,系统的光束质量口由预期的4．916优化为1．187,提高了多元件光学系统的光束质量。     

激光塑造大气透镜技术分析

激光塑造大气透镜(laser developed atmospheric lens,LDAL)是一种先进的太空监视概念,即利用高能激光在大气层形成类似于透镜的结构,实现敌方目标的有效监视.介绍这种概念的应用需求,详细分析了"激光塑造大气透镜"的产生机制和系统结构,深入讨论了其面临的技术挑战,包括大气透镜的形成效应、塑造...     

舰载激光武器的研制进展

美国海军激光武器系统(LaWS)作为第1套海军的固体激光武器样机,已经安装在现役军舰庞塞号上.介绍了LaWS系统的应用需求、研制团队及系统结构,分析了激光器、发射装置及控制系统的构成,并由系统参量评估了LaWS系统的作战性能.回顾了LaWS系统已进行的系列演示试验,总结了每次试验暴露的技术问题及采取解决途径.由分析可知,LaWS系统的发射装置采用了天文望远镜的共孔径设计方式;作战光源采用了光纤激光器的非相干合成;在系统集成中,除了少量的定制部件外,广泛采用了工业激光器、惯性测量装置、传感器、视频跟踪器等大量商用器件;LaWS 系统在研制中采用了逐步改进的方式,这些都在一定程度上减少了系统风险和研制成本.最后分析了其下一步的技术发展方向.     

结构扭扰引起定向光束能量扩散的统计特征

 受到特定振动环境干扰的光机系统结构存在着多个转动自由度的扭扰分量，由此引起输出光束定向角的偏转抖动，导致光束辐射能量集中度以动态扩散形式下降。运用概率和统计的方法对有代表性的光束随机抖动测试结果进行了二元统计分析。基于实际抖动幅度分布趋近于正态规律的特点，从辐射累积效应角度探讨了定向光束在受光面能量沉积的分布特征以及能量扩散程度的近似评估方法。     

美国舰载激光系统的成熟度评估

技术成熟度作为一种重要的评估工具,可为武器装备的国防采办提供更为全面的决策依据,并有效降低装备研制中的技术风险.简要介绍了国外技术成熟度评价方法,研究了技术成熟度评估在美国舰载激光系统LaWS中的应用.LaWS系统由发射望远镜、作战光源、测距仪、目标跟踪单元、总控子系统等5个子系统组成,在系统开发中,除了少量的定制部件...     

固体激光器光束合成特性分析

光束合成是研制高功率、高光束质量固体激光器的必由途径.建立板条介质固体激光器阵列光束合成的理论模型,从子束间距、整体相位差、偏振态、随机像差等方面,分析了合成光束的远场特性.通过数值模拟可以看到,子束间距决定了合成光束远场光斑的衍射旁瓣的大小和多少;子束间整体相位差决定着合成光束远场中心光斑是否分离,并影响着峰值光强和...     

通用原子公司高能激光器研制进展

通用原子（航空系统）公司高能激光器得到了高能液体激光区域防御系统（HELLADS）计划的经费支持,目前已发展到第3代系统,并通过了美国政府验收。首先对HELLADS计划相关信息进行了梳理,分析了其产生背景、研制阶段、支持经费和相关技术进展。其次详细研究了通用原子公司高能激光器的系统结构、技术路线、抽运方式、技术特点和性能指标。通过综合分析可知,通用原子公司第3代高能激光器模块采用紧凑的锂离子电池提供电力,输出功率为75kW,光束质量β < 2,电光效率接近30%,模块尺寸为1.3m×0.4m×0.5m,重量/功率比为4kg/kW,持续运行时间超过30s,适合于安装在各种小型战术平台上。最后评述了该激光器输出功率定标放大的技术途径,探讨了其后续发展方向。