中国人民解放军95859部队, 甘肃 酒泉 735018
提出了一种适用于空中扩展目标和小目标红外辐射强度计算的通用模型,该模型消除了对环境温度依赖较大的背景偏置的影响,可有效提升外场复杂多变环境条件下航空目标红外辐射特性测量结果的精度。结合某型航空目标动态红外特性测试数据,探讨了小目标红外辐射强度的计算问题,结果表明:对于中波红外小目标,大气表观辐射强度对总辐射强度的贡献可以忽略,可以采用简化模型计算总辐射强度,但对于长波小目标红外辐射,简化模型不再适用。对红外小目标和扩展目标的外场动态测试数据分别进行了处理,并与理论结果作比对验证,结果验证了模型的正确性。
测量 红外辐射强度 扩展目标 红外小目标 计算模型 精度
中国人民解放军95859部队, 甘肃 酒泉 735018
利用大量外场实验数据,研究了红外测量系统输出灰度及定标背景偏置随环境温度的变化规律,分析了背景偏置变化对面目标辐射测量精度的影响。在此基础上,提出了一种基于背景偏置对消的面目标辐亮度计算新方法。该方法消除了对环境温度依赖较大的背景偏置项的影响,可有效提高动态目标红外辐射特性的测量精度。采用传统方法和新方法对某型飞机的动态特性测试数据进行了处理和比较,结果验证了新方法的有效性。
测量 辐射亮度 面目标 灰度漂移 测量精度 背景偏置 激光与光电子学进展
2019, 56(12): 121204
1 国防大学联合作战学院，河北 石家庄 050084
2 中国人民解放军95859部队，甘肃 酒泉 735018
从理论上建立了目标红外特性动态测试数据与目标作用距离计算的关联模型，并给出了基于测试数据预测作用距离的一般性方法。作为应用，依托外场地基大口径红外测量系统对某型目标的红外辐射特性进行了动态测试，获得了目标迎头和尾后两个方向上的红外辐射特性以及传输路径上的大气透过率数据，预测了不同口径红外系统的作用距离并对计算结果进行了分析。本文方法为基于目标真实测试数据的作用距离预测研究提供了思路。
红外 作用距离 测试数据 迎头 尾后 infrared operating distance test data head rear
中国人民解放军95859部队, 酒泉 735018
为了考察光阑截断时高斯光束质量与波像差之间的关系, 采用高斯光束β值作为截断高斯光束质量的评价参量, 通过数值仿真的方法分析光学系统波像差对截断高斯光束质量的影响, 给出了高斯光束β值与波像差间的拟合关系。讨论了高斯光束质量与Kolmogoroff大气湍流强度间的关系, 并给出了二者间的拟合公式。结果表明, 该拟合公式的计算结果在相当广的湍流强度范围内与数值仿真结果较好吻合, 这也进一步验证了高斯光束β值与波像差拟合关系的正确性。
激光光学 高斯光束质量 衍射积分 波像差 大气湍流 泽尼克多项式 laser optics Gaussian beam quality diffraction integral wavefront aberration atmospheric turbulence Zernike polynomials
中国人民解放军95859 部队,甘肃 酒泉 735018
考虑激光器系统像差、大气湍流、跟踪测量设备的跟瞄误差以及激光光轴的抖动误差等诸因素的影响,以激光辐照在红外成像制导系统探测器光敏面的功率(能量)密度参数作为衡量高斯激光干扰效果的评价指标,结合探测器自身致眩阈值,提出了一套高斯激光最大干扰距离的估算方法。以高功率脉冲CO2 激光干扰导弹红外导引头为例,计算了不同激光发射功率下的最大干扰距离。结果表明,激光最大干扰距离随着脉冲激光峰值发射功率的增大而增大,这种变化趋势随激光峰值功率的增大而趋于平缓,而且激光正入射的干扰效果要优于斜入射情况。
高斯激光 红外成像制导系统 红外导引头 干扰效果 Gaussian laser infrared imaging guidance system infrared seeker jamming effect
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
2 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
3 中国科学院自适应光学重点实验室， 四川 成都 610209
建立了非稳腔激光束通过大气湍流随机相屏传输至远场焦平面上的光斑强度分布模型，并考虑CCD像素单元对激光能量的离散化积分采样及探测噪声的影响，以峰值斯特雷尔比Rs、环围能量斯特雷尔比Ree和光束质量因子β作为评价远场光斑质量的指标，利用蒙特卡罗法研究了在不同信噪比(SNR)和光斑分布形态情况下，采取四种不同阈值去噪方法对远场光斑质量评价参数计算精度的影响。结果表明，足够的测量信噪比是保证光束质量测量精度的前提，在测量信噪比和光斑分布形态给定的情况下，采取阈值为CCD背景噪声均值，同时保留随机噪声起伏的去噪方法是较为合理的选择。
测量 光束质量 阈值方法 探测噪声 大气湍流随机相屏 中国激光
2012, 39(12): 1208001
1 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
2 中国科学院 光电技术研究所, 成都 610209
3 中国科学院 自适应光学重点实验室, 成都 610209
为验证正交光楔激光远场焦斑测量方法在提取光斑高频组分、扩展CCD测量动态范围和减小光束质量测量误差等诸方面的有效性, 以常用的光束质量因子作为衡量新方法有效性的指标, 建立离焦光斑强度分布理论模型并搭建相应的实验平台进行实验验证。验证结果表明:新方法与传统远场测量方案相比, 使实验所用CCD的测量动态范围拓展了约9倍, 实际光斑远离中心主核区域的大量高频旁瓣分布特征从CCD背景噪声起伏中凸显出来, 光束质量因子的测量平均相对误差也有约16%的精度改善。
正交光楔 远场焦斑 CCD相机 动态范围 光束质量 orthogonal wedges far-field focal spot CCD camera dynamic range beam quality 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2543
1 中国科学院光电技术研究所自适应光学研究室, 四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院研究生院, 北京 100049
4 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
提出了地基望远镜主镜在环境温度变化时的温度场理论模型，结合分离变量法和格林函数法求解出温度场的解析表达式。运用温度场理论解，分别以熔石英和BK7两种常用材料为例，在特定环境条件下,定量分析了传统主镜和薄主镜的主镜视宁度与主镜口径之间的关系；针对4 m口径的传统主镜和薄主镜定量分析了其主镜视宁度与周围空气温度下降斜率的关系。地基望远镜主镜温度场理论计算的结果在主镜设计阶段对主镜视宁度的估量具有较大的参考价值。主镜温度场理论解还可以运用于各种口径及材料的主镜热变形及热应力计算等方面，具有普适的参考价值。
成像系统 温度场分布 主镜视宁度 望远镜主镜 热传导 光学学报
2012, 32(10): 1022001
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
以常见的三种类型的激光束，即非稳腔产生的环形激光束、稳定腔产生的高斯光束以及多路高斯光束的相干合成光束作为研究和讨论的对象，针对涉及能量集中度的应用，分析了现有各种评价指标的优缺点和适用性，并对评价指标定义中若干关键问题进行了分析计算。结果表明，激光束的亮度或靶目标上光斑能量密度是评价激光系统效能发挥的重要评价参数，该评价指标不仅可以用于衡量同一激光系统的光束质量，也可以客观地评价不同激光系统间性能优劣。
激光光学 光束质量 远场能量集中度 评价指标 激光与光电子学进展
2012, 49(5): 051403
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
2 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
3 中国科学院自适应光学重点实验室， 四川 成都 610209
建立圆环形聚焦平面光束通过Kolmogorov湍流大气的远场传输模型，考虑实际CCD所存在的“死区”及非线性饱和效应等非线性光电响应特征，以中心遮拦比为0.5的圆环形聚焦光束为例，分别计算了其通过不同强度湍流大气传播至远场焦平面上的实际真实远场光强分布曲线和CCD测量远场光强分布曲线，并以峰值斯特雷尔比RS、光束质量因子β和环围能量比Ree三种参数作为评价远场光斑质量的指标，考察了死区大小以及光斑非线性饱和程度对实际远场光强分布的测量和光束质量评估的影响，对计算结果以及减小测量误差的解决途径进行了分析讨论。
测量 远场焦斑 光束质量 CCD“死区” 非线性饱和效应 湍流大气
