为研究基于碳化硅(SiC)陶瓷封装的高功率半导体激光器的散热性能, 将其与常用的氮化铝(AlN)陶瓷进行对比, 使用基于结构函数法的热阻仪分别测量SiC和AlN封装F-mount器件的热阻值, 得到SiC器件的总热阻约为3.0 ℃·W-1, AlN的约为3.4 ℃·W-1, SiC器件的实测热阻值比AlN器件低14.7%, 实验结果表明SiC过渡热沉具有较好的散热性能。实验进一步测试了两种过渡热沉封装器件的输出性能, 在16 A连续电流注入时, 915 nm波段的SiC器件单管输出功率为15.9 W, AlN为15 W, 测试结果显示SiC封装的器件具有更高的功率输出水平。

由于差分像运动监测法测量大气相干长度需要多帧统计, 本文应用波前结构函数法, 提出了一种大气相干长度的瞬时测量方法。该方法通过Shack-Hartmann波前探测器测量单帧短曝光畸变波前的Zernike系数;然后减去光学系统初始像差的Zernike系数, 去除倾斜项, 计算波前结构函数;最后,与满足Kolmogorov湍流理论的大气短曝光理论波前结构函数进行最小二乘拟合, 得到瞬时大气相干长度。利用湍流相位板构造了相应的测试系统, 并进行了外场实测对比。结果表明: 提出的基于波前结构函数法的测量结果与差分像运动监测法的测量结果基本吻合; 不同格林伍德频率下, 标准差与均值之比小于4.1%, 稳定性较好; 外场比对累计16个夜晚, 得到的平均偏差小于0.45 cm。该方法可以实现空间目标大气相干长度的单帧瞬时测量, 并可用于观测站点的视宁度、自适应光学系统内部大气湍流强度和地基大口径望远镜主镜视宁度的监测。

准确理解大气湍流扰动相位对光束传输特性的影响机制, 并以此为基础发展有效的相位误差补偿算法是实现合成孔径激光雷达(SAL)高质量成像的关键之一。从激光光束的相位结构函数入手, 提出了一种新的大气湍流相位屏产生方法——结构函数法, 建立了满足Kolmogorov统计规律的大气湍流数值模型, 计算了不同强度湍流作用下机载SAL的成像结果。通过将其与秩一相位估计法联合使用, 克服了秩一法对初始值敏感的缺点, 提高了补偿算法的精度和效率。实验表明, 与谱反演法相比, 结构函数法的计算结果更接近于理论值, 同时计算复杂度由O(N2)降至O(N)。改进的秩一法能够较为有效地改善一定强度范围内大气湍流引起的SAL图像失真, 而且补偿后图像的信噪比相比传统的秩一法提高了大约5 dB, 计算时间也缩短了约30%。