中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
激光在气体介质中传输时，气体吸收激光能量导致折射率变化，形成气体热效应，降低光束质量。针对这一问题，介绍了光‐流‐热耦合效应理论，建立了椭圆形高斯激光束的合束传输热耦合效应仿真模型。通过数值仿真分析了长方体封闭空间中由激光加热诱导的自然对流现象及流场对光束传输影响的变化过程，研究了热效应的影响因素。结果表明，气体对激光能量的吸收会导致光轴偏转，光束质量下降，远场光斑形态发生改变；封闭空间内热效应自然对流导致的光束质量下降呈先增加再减少后稳定的趋势；通过改善介质吸收和流场分布，可以有效改善气体热效应对光束质量的不利影响；合束过程中的流场分布和光束质量变化比单束光路情况下复杂。
激光光学 激光合束 光束传输 热效应 光束质量 中国激光
2023, 50(13): 1305002
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 绵阳 621999
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
为了验证近红外激光在水面大气传输时的热晕效应, 采用缩比实验方法, 克服了大口径和高功率系统复杂、实验成本高等实际问题, 以理论分析为基础设计了高效的实验方案, 对1000nm左右的激光水面大气传输热晕效应进行了实验研究, 取得了重要的外场实验数据。结果表明, 在选择合适的功率和发射口径情况下, 1000nm左右的高能激光水面传输热晕效应可忽略。这一结果对大口径和高功率激光系统设计是有帮助的。
激光技术 激光传输 水面 热晕 缩比试验 高能激光 laser technique laser propagation water surface thermal blooming scaled experiments high energy laser
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
基于脉冲激光测距原理, 推导了飞行目标激光测距回光功率的一般方程。基于目标探测跟踪系统的瞄准误差理论, 结合测距方程建立了系统准测概率的计算模型。利用Matlab软件仿真分析了激光发散角、系统跟踪精度、目标尺度、探测距离及系统接收口径对回光稳定性的影响。设计了一个飞行目标脉冲激光测距系统, 并根据理论分析结果确定了该系统参数, 搭建了实验平台。通过对无人机靶板目标的跟踪测距实验, 验证了系统的探测性能。通过对比不同大小靶板目标的准测概率与理论推算结果, 验证了该模型的有效性。
测量 激光测距 准测概率 瞄准误差 飞行目标 回光稳定性 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 091207
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室， 四川 绵阳 621900
在哈特曼波前测量过程中，需要对哈特曼图像进行网格划分用于计算波前斜率。传统的网格划分方法通过观察哈特曼图像手动调整网格位置和网格间距。该方法不但需要人工干预，还给波前实时测量带来困难。为实现哈特曼图像网格划分的自动化，研究了基于相关法的哈特曼图像网格自动划分方法。该方法首先对哈特曼图像进行自相关求取网格行列数以及网格间距，然后利用该网格建立相应的模拟光斑图像，最后对模拟光斑图像和哈特曼图像进行互相关求取网格最佳位置。该方法无需人工干预，耗时短，实现了网格实时自动划分。
哈特曼波前传感器 哈特曼波前测量 图像相关 网格划分 Hartmann wave-front sensor Hartmann wave-front measure image correlation mesh 强激光与粒子束
2014, 26(1): 011010
中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 高能激光科学与技术重点实验室， 四川 绵阳 621900
详细介绍了固体板条MOPA激光系统输出光束特性，包括光束近场强度分布、波前畸变空间特性和时间频率特性等，并以此为设计输入，研制了大动态范围高空间分辨率变形镜。研制的自适应光学闭环校正系统在强光条件下，实现了全程闭环控制，光束质量β因子平均值从开环7.4提高到4.06。根据当前波前闭环校正残差，提出了进一步提高MOPA系统输出光束质量的方法。
光束质量 自适应光学 变形镜 波前畸变 MOPA MOPA beam quality adaptive optics deformable mirror wavefront distortion
中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
建立哈特曼传感器的模型，证明在高空间分辨力下，可以采用Hudgin模型进行波面重构，避免了采用Fried模型带来的复杂性。对哈特曼子孔径缺失破坏连续性的问题进行了分析，介绍了相应的边缘处理算法。完成了基于离散傅里叶变换的波面重构算法数值模拟，实现了波面的无损重构。针对实际应用中输入波面在被遮挡处不连续的问题，提出了基于最小二乘解的拼接方案，实现了非连续波面拼接。分析了影响波面重构速度的主要因素，提出了提高波面重构性能的方法。
哈特曼波前传感器 波面重构 离散傅里叶变换 波面拼接 Hartmann wave-front sensor wave-front reconstruction discrete Fourier transform wave-front stitching
中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
介绍了差分吸收激光雷达测量大气中物质成份及浓度的测量原理,并利用差分吸收激光雷达测量了3.5 km内NO2的浓度分布,测量结果表明,使用双通道可调谐的Ti:Sapphire激光器的一组波长(448.2 nm和446.8 nm)可以获得比较精确的NO2的浓度随距离的分布.
差分吸收激光雷达 调谐 Ti:Sapphire激光器
1 中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
2 中国工程物理?芯吭?应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
激光信标共孔径发射接收偏振分光系统的动态相位补偿需要测量望远镜各反射镜对s光和p光的相位延迟差.利用Stokes矢量和Mueller矩阵建立了物理模型,并推导出用测得的回光功率计算相位延迟差的解析式.提出一种通过实验测量回光功率计算反射镜相位延迟差的方法,解决了在0～2π范围内唯一确定反射镜相位延迟差的问题.实际测量了两块反射镜的相位延迟差,并将测量结果用于动态相位补偿偏振分光实验,验证了该方法的正确性.分析了偏振分光棱镜、法拉第旋光器以及近似计算这3个主要的测量误差源,并估计总测量误差约为1°.
自适应光学 激光导星 偏振耦合分光 相位延迟差 Stokes矢量 Mueller矩阵
中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
在地平式折轴望远镜中开展自适应光学激光导星实验,研究了共孔径发射接收信标激光束偏振耦合分光效率随望远镜方位角和天顶角变化的补偿技术.提出了一种由四分之一波片和法拉第旋光器构成的相位补偿器,通过旋转四分之一波片以实时补偿由于望远镜旋转导致的光路相位延迟量的变化.数值计算表明,望远镜处于任意方位角和天顶角位置时,通过1°步长旋转四分之一波片,可使补偿后的偏振分光效率理论上达到99.90%以上.实验从原理上定性地验证了该方法的有效性.只要测量出镜面的相位延迟,便可计算得到望远镜处于不同方位角和天顶角情况下有效补偿所需的四分之一波片旋转角度,据此可建立实用的旋转波片偏振补偿装置.
自适应光学 激光?夹?偏振耦合分光 分光效率 相位补偿
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
介绍了TEA-CO2差分吸收激光雷达(DIAL)在大气回光探测中所采用的相干探测外差接收的探测原理,详细介绍了光路的实现。利用该探测原理进行了大气回光探测,探测距离达15 km以上,探测高度达7 km,与采用短波差分吸收激光雷达进行直接探测（探测距离为3～4 km）相比探测能力有了明显的提高。
测量 差分吸收激光雷达 相干探测 灵敏度
