3种非线性光学晶体光参量放大相位匹配特性的比较研究

利用Nd∶YAG激光的倍频、三倍频和四倍频谐波脉冲,对3种非线性光学晶体K2Al2B2O7(KABO),CsLiB6O10(CLBO)和β-BaB2O4(BBO) 产生宽频带的飞秒激光I型非线性光参量放大相位匹配特性进行了系统的理论计算和分析.分别讨论了放大共线以及非共线情况,计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度.研究结果表明对于这3种晶体,都能够产生宽频带的飞秒脉冲激光.增大非共线角,相位匹配带宽增加.在相同的条件下,CLBO晶体具有最宽的波长可调谐范围,CLBO晶体相位匹配特性优于KABO晶体,KABO晶体优于BBO晶体.这对于高效率地产生脉宽极短的飞秒参量激光、扩大飞秒激光的调谐范围以及通过参量技术放大飞秒脉冲都具有重要的意义.     

飞秒激光宽频干扰导弹技术

介绍了飞秒激光在介质中的非线性传输现象和机理,论证利用飞秒激光在空气和光电窗口介质中非线性传输形成的宽光谱辐射干扰各类光电制导导弹的可行性,实验研究了飞秒强激光通过空气、K9玻璃、石英、MgF等介质时的辐射特点和规律,说明利用飞秒强激光直接攻击导弹窗口将更有效。     

光学晶体K2Al2B2O7相位匹配参量放大研究

对K2Al2B2O7（KABO）晶体的相位匹配飞秒激光参量放大（OPA）特性进行了系统的理论计算和分析。分别讨论了Ⅰ型、Ⅱ型参量放大共线以及非共线情况，计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度。研究结果表明：对于一定波长的抽运光，存在一定的非共线入射角对应一定波长的信号光。在KABOⅠ型参变条件下，非共线角的引入使相位匹配角增大。这对于高效率地产生脉宽极短的飞秒参量激光、扩大飞秒激光的调谐范围以及通过参量技术放大飞秒脉冲都具有重要的意义。     

激光的大气传输问题研究

本文综合考虑了衍射效应、大气湍流、大气中分子和气溶胶粒子的吸收和散射以及非线性热畸变效应诸因素对激光大气传输的影响;分析了减小上述影响的方法,得到了激光波长、发射孔径、气候条件、发射角度等因素如何影响光束传输性能的有关结论。     

1.06μm激光仿真测试中Mie散射影响分析

结合室内激光跟踪探测器仿真测试中脉冲激光目标指示信号的发射、传播和探测过程,探讨1.06μm波长脉冲激光大气传输中气溶胶米氏(Mie)散射对激光探测和跟踪的影响规律.通过建立室内气溶胶散射模型,进行激光指示散射信号传输的建模与仿真计算.数学仿真和实际测试数据的对比分析表明,该计算模型具有较高精度,为设计激光跟踪探测器探测和跟踪仿真测试布局和采取减小散射影响措施提供了参考.     

利用脉冲激光的片上系统芯片单粒子效应试验

为评估脉冲激光试验对研究SoC(片上系统芯片)单粒子效应的有效性,构建了一个65 nm SoC的脉冲激光试验系统,并进行了试验。提出并采用坐标定位法、有源区聚焦法、ΔZ补偿法等针对大规模倒装焊集成电路的试验方法。对SoC的片上存储器、寄存器文件、RapidIO、DICE触发器等部件进行了脉冲激光试验和分析。结果表明:片上存储器对脉冲激光最为敏感,部件的激光试验与相应的重离子试验现象吻合,利用脉冲激光试验可有效研究纳米工艺下大规模集成电路的单粒子效应。     

10.6微米激光光束传输的大气效应

本文给出了用波动光学计算法模拟高能 CO_2激光束在大气中传输的综述。分析包含了大气加热和动力学冷却现象的非线性效应。只研究了稳态的即非湍流的情况。在计算中,和其他效应相比,热传导和自由对流可以忽略。给出的结果指出了水汽含量对光束质量的重要影响作用。研究了光束的旋转。和几何光学的结果进行了比较,得到了和实验室内模拟大气传输实验结果很好的吻合。     

基于激光推进的光船发射任务设计与参数优化分析

针对发射初始质量为100kg的光船到近地圆轨道的任务,研究了激光平均功率、激光大气传输特性、光船激光接收面面积、发动机比冲、发动机能量转化效率等参数之间的相互关系及光船飞行任务的优化问题。针对激光发射光船的具体要求,由功率估算公式计算出激光平均功率,从激光作用范围估算出光船的激光接收面的最小面积;基于光船飞行动力学模型,结合估算的参数,应用序列二次规划方法优化计算出光船飞行的最优弹道。计算结果表明,光船入轨质量可达到35.5kg,最优比冲为8140m/s。     

飞秒激光烧蚀硅的瞬态演化特性仿真

为深入揭示飞秒激光烧蚀硅的瞬态演化特性,建立了飞秒激光烧蚀硅材料理论模型,并进行了仿真研究。研究表明:飞秒激光可在脉宽时间内激发大量的电子,使其浓度超过损伤阈值,而此时晶格仍保持在较"冷"状态,直到1 ns量级才达到熔点温度;电子温度也会在脉宽时间内急剧拉升至104K量级,随后将能量缓慢地释放给晶格,直到10 ns量级才与晶格达到热平衡。电子存在两次急剧升温的过程:第一次起于自由电子吸收,止于电子与晶格的能量耦合;第二次起于单光子和双光子吸收,止于脉冲结束。脉冲能量越大,电子密度和温度越高;脉宽越短,电子温度越高。     

大气气溶胶对激光制导探测作用距离影响的数值分析

针对大气气溶胶辐射传输衰减效应是影响1.06μm激光武器系统性能的重要因素,探讨了大气气溶胶对1.06μm激光探测作用距离的影响,构建了激光制导波段探测作用距离模型,并在此基础上进行激光探测作用距离的大气气溶胶影响数值仿真。试验表明,基于该模型计算的大气透过特性准确度基本符合国际公认理论分析值,对作用距离的评估结果与客观实际基本相符,对最大限度分析利用战场气象环境以确保武器作战性能的充分发挥具有重要价值,可为激光探测作用距离的气象环境影响后续发展奠定一定基础。     

自由空间光通信技术的发展及其应用

大气激光通信称自由空间光通信FSO(Free-Space-Optics)或无线光通信。早在120年前,大气激光传输的概念就由电话发明人贝尔提出过,进入20世纪60年代,随着红宝石激光器的出现,大大改善了大气激光通信系统的传输性能。F S O技术在20世纪80年代就开始用于军方,随着掺饵光纤放大器(EDFA)、波分复用(WDMA)、自适应光学(AdaptiveOptics)等技术不断发展,无线光通信在传输距离、可靠性、传输容量等方面有了较大改善,适用面也越来越宽。一、FSO的基本原理(1)FSO技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术,它以激光…     

内电磁脉冲计算

第一章 前 言 §1-1 什么叫内电磁脉冲 核爆炸要产生冲击波、光辐射、x射线、v射线、中子流和碎片流等各种破坏因素,同时还要产生电离层扰动、电子元器件的辐照效应和核电磁脉冲等次生破坏因素.从1972年起美国资料开始发表有关“内电磁脉冲”这种新的次生效应的文章。内电磁脉冲和以往所讲的核电磁脉冲是机理不同的两种次生效应. 在大气层中产生核电磁脉冲的机理有三种。第一种是康普顿电子流或光电子流机理。核爆炸的高能v光子流或x射线在大气中传输时与大气分子发生碰撞,产生康普顿电子流或光电子流。如果存在某种不对称性（例如空气与地面的交界面,大气密度的指数变化等）,则不     

双色飞秒激光电离气体产生太赫兹辐射研究进展

双色飞秒激光电离气体可以产生宽带宽、高强度的太赫兹脉冲，在基于太赫兹光谱的遥感、反恐、无损检测等领域有重要用途。本文介绍双色飞秒激光场电离气体产生太赫兹辐射的主要实验现象和物理机制，提高太赫兹辐射功率的技术手段，以及我们最近在太赫兹和高次谐波同步测量方面取得的实验进展。最近的研究进展表明，双色场电离气体产生太赫兹辐射不仅是一种实用的太赫兹源，而且是观测和操控强场超快动力学的一种新方法。     

为了延长杀伤距离应该注意脉冲激光器

华盛顿——鉴于目前连续波高能化学激光器对付战术导弹和近地飞机,其杀伤距离相对地说比较短,仅1—2公里;而对于下一代较高功率的器件来说,最大杀伤距离也只有几公里。为了延长杀伤距离,促使我们对脉冲器件发生兴趣。 脉冲激光器在传输方面具有超过连续波激光器的一些优点,但对于某些特殊应用来说,它又存在若干缺点。 另外,脉冲激光器能够更有效地把它的能量传递到目标中去,在目标内产生冲击效应;而采用连续波激光辐射却不能获得这种效应.     

合成孔径激光雷达大气传输特性研究

概述了合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Laser-radar,SAL)的概念和原理,分析了大气对合成孔径激光雷达传输的影响,研究了激光波长、垂直传输高度、水平传输距离、能见度、辐射源平台高度和波束仰角等对SAL的传输影响特性,通过仿真研究得出了一系列关系曲线,对合成孔径激光雷达的设计具有一定的借鉴和指导意义,为将来在SAL工程研制上选择激光波长奠定了理论基础.     

HgCdTe探测器激光辐照响应机理研究进展

以光导型和光伏型HgCdTe光电探测器为研究对象,分别用连续波激光和脉冲激光开展了辐照效应实验研究。使用平衡能量流体动力学模型数值模拟了光电探测器对辐照激光的响应过程,数值模拟结果与实验结果符合较好。报道了连续波激光辐照下的热效应和脉冲激光引致的损伤效应等典型实验和数值模拟研究结果,总结了光电探测器对辐照激光的响应机理及其应用前景。     

激光大气数话同传系统的设计

给出了一套以激光作为信息传输的载体 ,单片机作为控制调度计算机 ,以 DSP作为高速语音压缩解压部件的激光大气数话同传系统设计。来自麦克风的语音信号经 A/ D转换后 ,由 DSP压缩成 2 .4kbps～ 9.6 kbps的串行数字信号 ,同时2 .4kbps～ 9.6 kbps的串行数字信号可由 DSP解压成 8k Hz13bit数字语音信号。经过压缩的语音数据和来自多串行口控制器的数据 ,通过单片机的协调 ,实现数据和语音信息在大气中的同时传输     

小口径炮激光模拟器光束传输特性的研究

本文采用多横模振荡模型,对小口径炮激光模拟器光束传输特性进行了分析,导出了射程及光斑大小与激光功率、探测器阈值辐照度、光学系统及大气衰减的关系。并根据现有条件用计算机进行了计算,给出了激光传输过程中光斑分布的理论曲线。在此基础上进行了实地测量,实验值与理论曲线基本吻合。本文对激光模拟器的研制和应用具有一定的参考价值。     

无源激光敌我识别系统作用距离

分析了无源激光敌我识别系统组成和工作原理;对系统的光束传输过程进行等效,利用激光波长、束散角、峰值功率等激光参数,推导出了基于高斯光束理论的光束传输模型;采取高斯光束衍生的方法,解决高斯光束通过硬边光阑的传输问题;在考虑大气衰减的基础上,仿真计算了激光敌我识别系统工作中回波信号能量密度与系统作用距离的关系,分析了提高系统作用距离的途径.研究结果一方面对于无源激光敌我识别设备的研制具有借鉴意义,另一方面可以为评估无源激光敌我识别设备作用距离提供支持.     

飞秒激光脉冲测量原理与数值模拟分析方法

飞秒fs(1fs=10~(-15)s)激光脉冲测量是飞秒激光技术中非常重要的研究内容,由于测量的复杂性,操作上一般是实际测量与数值模拟结合进行,因而非常注重测量的方法性,但在实际测量中,许多测量者只注重单一方法的使用,最终往往很难达到理想的结果。为此,在对自相关测量法原理作简要介绍的基础上,着重阐述了近年发展起来的基于其上的光学频率光栅开关法(FROG)和自参考光谱位相相干电场重建法(SPIDER)的原理,及其数值模拟分析方法,以给实际测量者提供一个较全面的方法参考选择。