南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，江苏 南京 210094
针对云雾环境对激光近程探测系统测距精度的影响，提出了一种变步长自适应滤波方法。首先结合脉冲激光近程传输理论和Mie散射理论，建立脉冲激光云雾传输后向散射模型，在此基础上甄别、分离出云雾环境下脉冲激光回波的干扰信号；然后根据干扰信号的特征，采用自适应滤波方法滤除云雾干扰回波信号，研究了云雾干扰下激光回波的脉宽、峰值和回波时刻这三种随机干扰因素对滤波性能的影响；最后在实验室云雾环境下验证了所提滤波方法的效果。结果表明：在不同的激光回波脉宽、功率以及回波时刻下，所提自适应滤波方法具有良好的滤波效果和抗干扰性能，能有效提高脉冲激光近程探测系统在云雾环境下的测距精度。
测量 脉冲激光 近程探测 云雾干扰 自适应滤波 探测精度
南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094
针对水下近程来袭目标的探测问题,提出一种利用流体动力驱动的随机定位方法;利用航行水动力驱动单光束脉冲激光进行动态扫描,利用磁传感器记录扫描周期;基于重尾函数推导目标回波方程,建立磁探测系统磁偶极子等效模型,采用峰值和阈值检测法分别解算光磁信号;建立水下近程目标捕获模型和方位探测精度等效模型,研究激光发射功率、脉宽、阈值和噪声对测量精度的影响机理。结果表明:方位角测量精度和目标捕获率随着激光发射功率的增大而提高,随着脉宽和接收电路噪声电压的增大而降低;方位角测量精度在检测阈值为300 mV时达到最大,目标捕获率随着阈值的增大有轻微变化,当阈值接近回波脉冲峰值时,目标捕获率迅速降低。
测量 随机定位 流体驱动 水下探测 探测精度 目标捕获
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
激光制导**半实物仿真系统的弹目视线复现精度是评估半实物仿真精度的一项关键参数。在分析弹目视线运动的静态和动态误差来源的基础上, 采用多体系统理论建立了具有明确物理意义的弹目视线运动模型。对正弦、指数和典型战情三种运动过程中的弹目视线角分别进行了仿真计算和实验测试, 利用实测数据对仿真结果进行了对比验证。结果表明: 弹目视线角仿真结果与实测结果误差小于2.68′, 误差均值小于0.30′, 两者具有较好的一致性, 模型能够准确反映弹目视线角的变化规律。
多体系统 弹目视线 半实物仿真 激光制导** multi-body system line of sight HWIL simulation laser guided weapon 红外与激光工程
2018, 47(11): 1106002
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
激光制导**半实物仿真中通过对激光能量精确控制, 来逼真模拟战场环境下激光导引头接收到的激光能量。需要对激光能量模拟误差进行分析研究, 以保证半实物仿真的可信度。重点分析了半实物仿真中激光信号传输的全过程, 给出了激光信号传输各环节引起的能量控制不确定度; 提出了激光能量密度模拟误差模型和误差分析方法, 举例说明了该误差分析方法的具体应用, 并设计实验验证了模型准确性。根据误差分析模型, 可有效评估激光能量密度模拟误差, 优化仿真想定设计, 保证半实物仿真结果精度。
半主动激光制导** 半实物仿真 激光能量 误差 semi-active laser guided weapon hardware-in-the-loop simulation laser energy error 红外与激光工程
2018, 47(10): 1006005
南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室, 江苏 南京 210094
基于光路复用机理，提出了一种激光近程动态扫描探测方法。基于重尾函数建立了一种脉冲激光发射波形数学模型，推导了脉冲激光近程动态探测冲击响应及回波方程。建立了一种脉冲激光测距概率统计分布模型，研究了脉冲激光发射功率/脉宽、阈值检测电压、等效均方根噪声电压以及激光出射角对测距概率分布的影响机理。结果表明：随着发射功率的增加，测距精度提高且分布曲线逐渐偏离真实值；测距精度随着激光发射脉宽的增加而递减；随着阈值电压的提高，分布曲线向右移动；距离测量分布曲线随着等效均方根噪声电压的增加而宽度增加、幅值减小；随着激光出射角度的增加，测距分布曲线向右移动，测距精度随之降低。
激光光学 脉冲激光 近程探测 动态测距 光路复用 概率密度分布 中国激光
2018, 45(11): 1104006
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Lab for Optoelectronics (WNLO) & National Engineering Laboratory for Next Generation Internet Access System, School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, 430074, China
2 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Network, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China
3 State Key Laboratory of Optical fiber and Cable Manufacture Technology, Yangtze Optical fiber and Cable Joint Stock Limited Company (YOFC), Wuhan, 430073, China
We experimentally demonstrate a real-time quasi-full-duplex 400G/300G optical interconnection over 20 km multicore fibers (MCFs), using 10G-class transponders operated in the C-band. Optical delay interferometer (ODI)-based optical frequency equalization is applied to mitigate chirp and dispersion induced impairments, so that the tolerance to inter-symbol interference (ISI) can be enhanced, thus enabling 4×25 Gb/s on-off keying (OOK) transmission per core over severely limited bandwidth channels. Real-time bit error ratio (BER) performances of the bidirectional 400 Gb/s transmission are measured without using extra digital signal processing (DSP) or electrical equalization, which ensures low complexity and less power consumption.
060.0060 Fiber optics and optical communications 060.4510 Optical communications Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 080602
南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室，南京 210094
针对小口径弹药用脉冲激光周向探测系统的小体积和轻质量的设计难点，在全面分析脉冲激光周向探测系统的基础上，提出了采用激光发射系统解体分离技术和光学系统扁平化技术实现脉冲激光周向探测系统小型化的解决方案.将传统、较大尺寸、一体化结构的激光发射系统的激光器与激光器驱动电源进行结构分离，达到轴向尺寸压缩的目的，并利用灌封技术进行抗过载处理；选择平凸球面单透镜光学元件代替非球面透镜，经过理论计算和光学系统仿真，设计出扁平化激光准直系统，有效压缩轴向尺寸.针对结构小型化带来的空间电磁干扰问题，基于磁场屏蔽机理，采用特殊结构屏蔽体，有效抑制了电磁干扰.加工制作了原理样机并进行了目标探测试验.实验结果表明：样机能有效探测近程目标，且脉冲激光周向探测系统的有效尺寸显著减小，验证了小型化技术的可行性和实用性.
脉冲激光 目标探测 小型化 发射系统 解体分离技术 扁平化技术 电磁屏蔽 Pulsed laser Target detection Miniaturization Transmitting systems Disintegration separation technology Flattening technology Electromagnetic shielding
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
研究了激光制导**对抗半实物仿真系统高重频激光干扰试验中弹干视线角动态模拟过程，分析了弹干视线角模拟精度分析的完整过程。全面分析了影响弹干视线角模拟精度的几何误差、控制误差和光学系统误差源，并采用一种多体系统误差分析建模理论，建立了弹干视线角模拟误差模型。设计了弹干视线角模拟误差实验测试方法，通过误差建模和实验测试相结合可得到弹干视线角模拟误差模型中的误差项。提出了采用残差分析或蒙特卡罗仿真方法进行弹干视线角模拟精度分析，得到视线角模拟误差估计值及变化规律。
激光技术 高重频激光 激光干扰 弹干视线角 多体系统 激光与光电子学进展
2015, 52(1): 011202
南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室, 南京 210094
针对激光近炸引信探测系统对激光脉冲前沿速率、激光脉宽和功率的需求,通过RLC放电回路理论分析,采用双晶体三极管互补驱动高速金属氧化物半导体场效应晶体管作为高速开关,应用微处理器C8051FXXX产生脉冲触发信号,设计出激光近炸引信高速窄脉冲大功率驱动电源.通过PSPICE软件分析与实验验证,结果表明该电源脉冲前沿上升时间约为4 ns,脉宽10 ns左右,激光峰值电流可以达50 A.该研究有效提高了系统探测距离与抗云雾烟尘干扰的能力.
激光近炸引信 高速开关 窄脉冲 场效应晶体管 大功率电源 Laser proximity fuze High-speed switch Narrow pulse Field-effect transistor High power supply 光子学报
2014, 43(10): 1014002
南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室，南京 210094
受常规弹药空间及功耗限制，无法采用多个激光接收器实现大视场探测，且系统结构应简单易实现，故传统的四种大视场光束布局方式无法直接应用.为此，本文设计了一种新型的光学大视场旋转扫描接收方案，根据激光引信光学接收系统结构特点，应用Zemax光学软件，在非球面光学设计理论基础上，设计出多级光学聚焦整形接收透镜组.仿真结果显示相对于传统单级聚焦透镜，多级接收透镜组将光斑中心辐照亮度提高了近8倍，使光斑能量集中，尺寸减小.加工了非球面透镜组并进行了实验.结果表明该接收光学系统可有效汇聚激光回波能量，提高系统探测距离，实现目标周向360°大视场探测.
激光引信 新型接收技术 光学设计 单光束 Laser fuze New receiving technology Optical design Single beam
