高功率光纤激光相干合成关键技术

光纤激光的相干合成是获得高功率和高光束质量激光的重要途径,也是当前激光领域的研究热点之一.文章针对基于MOPA方案的光纤放大器相干合成系统,对抖动法相位锁定技术、光束拼接技术和压电陶瓷相位调制器等关键技术和器件进行了详细介绍,为高能光纤激光相干合成的进一步发展提供参考.     

一种曲伸式 DFB 光纤激光水听器探头的研究

为了提高 DFB(分布反馈式)光纤激光水听器的声压灵敏度,改善其动态特性,设计了一种曲伸式DFB 光纤激光水听器探头结构.该结构在保持激光器原有优点的同时,通过增大声压作用面积并将压力转化为对激光腔的轴向应变,有效地实现了声压增敏,同时通过机械结构改善了水听器的动态特性.利用有限元软件 ANSYS 对该结构进行了优化设计,加工制作了备构件并对 DFB 光纤激光器进行了封装,制作出长度约80 mm、直径仅6 mm的水听器原型样品并进行了实验研究.实验结果表明,采取该种形式的结构对 DFB光纤激光器进行封装后,探头的声压灵敏度提高了约17.5 dB,在500～1 500 Hz频率范围内具有较平坦的灵敏度响应.     

膛口流场可视化测试技术

为了得到清晰膛口流场分布照片,提出了一种新的数字式CCD阴影照相系统,该系统主要由高像素CCD相机、窄脉冲激光光源和时序控制器组成。当系统收到启动信号后,通过时序控制器控制相机和激光光源按照设置好的时序触发并完成拍摄,将膛口流场照片保存到时序控制器中。利用此系统进行膛口流场成像实验,实验设备布置方便,拍摄的膛口流场照片分辨率高且可即时获得,为数值计算及相关武器研究提供直接的实验对照和参考。高像素CCD阴影照相系统是强有力的膛口流场可视化测试手段。     

非致命激光器激光源的选择与研究

介绍了当前激光器的构成及分类,指出不同种类激光器的优缺点,通过分析激光炫目损伤因子,找出非致命激光波长覆盖范围和激光器输出功率,并将常用激光器主要性能进行比对,得出半导体激光器和光纤激光器是适合非致命激光武器的激光源.     

激光辐照下45#钢板响应特性

采取实验和数值模拟相结合的方法对激光辐照45#钢板的响应特性进行研究。基于连续光纤激光发射系统,开展钢板的激光辐照实验,得到温度场分布及靶板的烧蚀穿孔特性;基于ANSYS建立靶板有限元模型,模拟激光辐照下靶板的热响应过程,得到了靶板厚度、激光功率和光斑直径等因素对靶板温度分布及靶板穿孔特性的影响规律。     

基于MAP估计的图像超分辨率重建

从一组低分辨率图像中重建一幅高分辨率图像,给出基于MAP估计的近似算法。描述从场景空间到观测图像的线性映射关系,介绍了核心重建算法;算法适合观测条件相似的情况。在贝叶斯方法中,使用Laplace算子作估计图像的领域平滑相关性假设。最后的实验表明了算法在改善空间分辨率上的显著效果。     

一种FMCW雷达线性度校正方法

线性调频连续波(LFMCW)是雷达系统中常用的一种信号形式,调频信号调频线性度是衡量信号质量的一项重要指标。分析了线性调频连续波雷达的调频非线性对距离分辨率的影响,提出使用分段线性拟合的方法估计调频信号的线性度,并对非线性进行校正。仿真结果表明校正后距离分辨率及测距精度都极大的提高。     

基于激光靶的火炮炮口速度测速技术与试验

首先介绍了国内炮弹速度测量常用的线圈靶,分析了其存在的问题.然后根据炮弹测试的特点,提出了一种采用激光测试技术,配合使用原向反射屏来形成大面积有效测试光幕的炮用激光速度测试技术.并分析了该测试方法的光学结构,最后对激光测速系统和线圈靶进行了对比实验,不仅证明了激光测试技术的可靠性,而且通过对实验结果进行对比、分析,进一...     

采用扭轮摩擦传动的埃级定位系统

我们提出了一个具有埃级分辨率的定位系统。这个系统有一个由液压导轨驱动的工作台和一个安装在工作台内的扭轮摩擦传动系统。摩擦传动把交流伺服电机的旋转运动转换成工作台的线性运动。扭轮摩擦传动特别适合超精密定位。因为它的导程可以小于0.1mm,用一个光纤传感器检测工作台的位移,计算机控制交流伺服电机的转角,最后得到0.2nm的定位分辨率。这种系统的行程可以达到几百毫米。这样,证实了扭轮摩擦传动是适合埃级定位的系统。     

集成于碳纤维复合材料的fsFBG响应特性研究

针对航空航天碳纤维复合材料结构健康监测需求,研究了飞秒激光逐点直写光纤光栅传感器(fsFBG)和碳纤维复合材料集成时的传感特性。在碳纤维复合材料层合板表面及层间布置fsFBG,对碳纤维复合材料层合板进行静态载荷和低速冲击载荷加载实验,系统分析了表面和不同层间fsFBG对载荷响应的敏感性和差异性,得到了fsFBG中心波长偏移量与加载距离和加载角度的对应关系。实验表明,表面粘贴的fsFBG对动静载荷的敏感度更高,在动静态载荷作用下,fsFBG中心波长偏移量随加载载荷的增大呈线性递增,而随加载距离的增加而逐渐减小;fsFBG具有较好的载荷-方向敏感特性,传感器的响应灵敏度随加载夹角增大逐渐提高。     

基于CCD器件的光电位敏探测器研究

本文作为原理性探讨,在一定实验的基础上,提出了一种利用CCD器件和模拟电路构成光电位敏探测器(PSD)的新方法.用此方法构成的PSD具有高于CCD空间分辨率的定位精度、较宽的线性工作范围和较高的动态响应速度,能够满足特殊场合的使用需要.     

自导车激光导引控制系统研究

本文提出一种用于柔性加工系统(FMS)的自动导向车(AGV)导引控制系统。该系统不仅能导引直线运行,而且能控制转弯。当自导车沿直线行驶时,它由设置在地面的气体激光器发出的激光束导引,由最优线性调节器控制;当自导车转弯时,它由三束激光和角锥棱镜检测位置和方向,由模糊控制器控制。实验表明该导引控制系统可行,它将使FMS的物流系统具有更高的柔性度。     

光纤陀螺一维惯性角度测量误差标定技术研究

针对光纤陀螺的一维惯性角度测量系统长期工作时产生较大的随时间累积误差,提出了一种新型角度测量误差的实时标定方法。此方法基于光学三角法测距的原理,利用2个激光位移传感器测量的位移实现角度的实时测量,在高精度转台上对测试系统进行了实验验证,通过最小二乘拟合法对误差进行了补偿。实验结果表明,该系统的角度测量范围±10°,角度测量精度±0.005°,为光纤陀螺在长时间角度测量方面提供了角度基准。该标定技术使用非接触光学测量方法,对被测物体表面无损伤。     

机载PD雷达宽带线性调频信号运动补偿

采用宽带线性调频信号能够显著地提高雷达的距离分辨率和抗干扰能力,然而雷达与目标间的相对运动损耗了部分目标回波相参积累能量,影响目标频率向和距离向分辨力。针对以上问题,提出了一种基于改进匹配滤波函数的运动补偿方法,补偿信号回波中的相位误差,实现宽带线性调频信号目标运动运动补偿。实验与仿真结果证明了该算法的有效性。     

用于高分辨率领域的线性角编码器

在超精密测量和控制技术中,越来越要求测量步长达1nm,角分辨达0.001角秒。为达到如此高的分辨率,测量标准需有很小的栅格周期,只有用干涉方法才能扫描到它。本文通过一个信号周期为128nm、分辨率为1nm的线性角编码器,介绍了不同扫描原理的各种结果。     

双面型PSD的短脉冲激光照射位置测量

为了实现双面型位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)对短脉冲激光光斑的准确测量,根据PSD响应原理——Lucovsky方程,得出双面型PSD在短脉冲光照下传统计算量和实际照射位置的换算关系式。结合短脉冲信号变化快、响应线性度低等特点,提出了一种基于双面型PSD的短脉冲激光照射位置计算方法,并分析了该方法的使用条件。通过实验对该方法进行了验证,给出了实验数据拟合曲线和理想曲线的对比,结果表明:该计算方法具有较高的测量精度。     

微光栅加速度计温度控制研究

微光栅加速度计凭借着极高灵敏度和分辨率等优势成为近几年的研究热点,但外界环境温度的变化会影响其输出精度。为优化其温度特性,提出了一种两级内外温控系统。通过介绍微光栅加速度计的基本原理,分析了由于半导体激光器和MEMS敏感芯片的温度特性对其造成的影响。针对加速度计设计了温控电路,对其搭载两级内外温控系统,使其工作温度保持恒定,最后对该系统进行了实验测试。实验结果表明：在该温控系统下,加速度计的工作温度控制精度可达±0.02℃。对于加速度计的噪声性能而言,在0.01～10 Hz频段,相较于未加温控系统的加速度计,整体信噪比提高了20 dB。     

基于多尺度小波分解FDR的激光预警系统信息数据校正

为了使激光预警系统可以实时、精确地捕获来袭激光的特征信息,降低虚警与漏警的发生,提高系统的信噪比成为研究的重点。为了准确判断来袭激光的光谱信息,针对不合作激光信号而言,提高信噪比的方法就集中的体现在采用信息技术对各种噪声、干扰的抑制和消除等方法上。设计了基于多尺度小波分解及错误假设检验算法的信噪比优化模型。根据小波降噪原理,对来袭激光信号做多尺度分解,再采用错误假设检验算法完成了小波降噪系数的阈值选取。实验结果显示,采用该种技术降噪后系统信噪比提高到64.22 dB,其相应的波长分辨率为2 nm,相比没有滤波和仅用传统滤波算法的实验数据,有了明显的改观,系统抗干扰能力显著增强。     

双包层光纤激光器有无损耗时的输出特性比较

从对线形腔掺镱双包层光纤激光器的输出特性进行的研究,得到了激光器泵浦阈值功率、输出光功率的表达式,并重点比较了有损耗和无损耗时光纤激光器的输出功率随光纤长度、后腔镜反射率、泵浦功率变化的关系,得出:由于损耗的存在,激光输出功率会有一定的下降,并且这个下降会随着光纤长度、后控镜反射率、泵浦功率的变大而更加显著。     

区间正交小波变换域FLP算法及其在捷联寻北中的应用

针对机抖激光陀螺角随机游走和发动机干扰等影响静态捷联寻北精度的问题,提出了一种新的基于区间正交小波变换的前向线性预测算法。该算法利用前向线性预测技术以及区间正交小波变换抑制边界效应的能力,有效地减小了角随机游走和发动机干扰。车载实验证明该算法的有效性。