论文题目: 窄脉冲激光波长测试技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 测试计量技术及仪器
作者: 王高
导师: 周汉昌
关键词: 窄脉冲激光,光纤光谱,光锥器件,反射光锥,光纤光锥
文献来源: 中北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着光电技术和信息技术的迅速发展,光电对抗武器以惊人的速度得到发展,成为世界各军事大国竞争的焦点之一。在“海湾战争”、“科索沃战争”和“伊拉克战争”中,各种激光设备以其精确测距,精确制导和精确打击能力已成为现代战场上重要的武器装备,给战场上各作战平台带来了严重威胁。为了对抗这些威胁,需要及时、准确探测来袭激光的方位、波长和威胁等级,根据探测结果,我方采取措施,对敌方作战的光电武器与装备实施有效干扰,使敌方光电武器装备失灵,削弱、压制、甚至摧毁其作战能力。本论文主要研究来袭窄脉冲激光波长测试技术。鉴于课题研究的重大意义,本项工作得到国家基金委、山西省留学基金委、山西省教育厅和山西长城微光夜视有限公司的高度重视,分别给与基金支持,希望研究能有所突破,将来列装到各种武器平台,提高我军的整体作战水平,实现“科技强军”的跨跃式发展。分析了目前激光技术在军用激光测距仪、激光指向器和可调谐激光器的特性参数和脉冲波长测试的发展,提出了基于光纤光谱仪的测试方案。本论文不仅给出了光纤光谱仪设计的光学结构,详细讨论了各种衍射光栅及探测器的工作原理,特别是CMOS图像的发展、原理和技术参数,还简单介绍了光纤束的基本知识。在详细分析了窄脉冲YAG激光在大气传输中的各种衰减的基础上,论文分析、计算到达探测器的功率密度和灵敏度,给出了强太阳背景噪声下,如何选择探测器的扫描频率,提高信噪比的计算式,最后还给出了光谱分辨率计算公式。为了验证光纤光谱仪能否对任意方向、任意时刻来袭的短脉冲激光波长进行探测,我们用激光测距仪和光纤光谱仪,进行了室内、外窄脉冲激光波长散射测试实验;室外近距窄脉冲激光波长直射、斜入射测试实验和基于望远光学系统的远距离短脉冲激光波长直射、斜入射测试实验。实验验证了光纤光谱方案的正确性,说明:光纤光谱仪完全可以在野外、强太阳光背景下对脉冲激光器发出的窄脉冲激光进行准确测试;信号幅度的大小跟入射窄脉冲激光的方向有直接的关系;背景噪声与光纤光谱仪积分时间有直接
论文目录:
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 激光技术在军事中的应用
1.2.1 激光测距机
1.2.2 激光目标指向器
1.2.3 脉冲可调谐激光器
1.3 激光告警侦察技术
1.4 脉冲激光波长测量技术
1.4.1 脉冲激光波长识别原理
1.4.2 脉冲波长测试技术
1.5 光纤光谱仪方案原理
1.6 论文研究的主要内容
2 光纤光谱仪
2.1 光纤光谱仪进展
2.2 光纤光谱仪结构及各组件
2.2.1 光纤光谱仪总体结构
2.2.2 主要特性参数
2.2.3 球面反射镜
2.2.4 反射式光栅
2.2.5 光电探测器
2.2.6 光纤束
2.3 本章小结
3 理论分析
3.1 激光在大气传输中的衰减
3.1.1 大气分子的吸收
3.1.2 大气分子的散射
3.1.3 大气气溶胶的衰减
3.2 到达探测器的激光功率密度及灵敏度分析
3.3 系统信噪比分析
3.4 光谱分辨率分析
3.5 本章小结
4 窄短脉冲激光波长测试
4.1 WCJ-2 型激光测距仪和光纤光谱仪U582000
4.2 WCJ-2 短脉冲激光器脉宽测试
4.2.1 PIN 光电二极管
4.2.2 短脉冲激光脉宽测试方法及试验结果
4.3 短脉冲激光波长测试
4.3.1 室内散射窄脉冲激光波长测试
4.3.2 室外近距直射、斜入射窄脉冲激光波长测试
4.3.3 基于望远光学系统的远距离窄脉冲激光波长直射、斜入射测试
4.4 光谱仪背景噪声
4.5 本章小结
5 锥形器件研究
5.1 光纤束接收角测试
5.2 锥形器件分析
5.2.1 反射光锥
5.2.2 反射光锥参量确定
5.2.3 光纤光锥
5.3 锥形器件接收角性能研究
5.3.1 锥形器件接收角测试
5.3.2 锥形器件与光纤束耦合效率测试
5.4 光纤光锥透过率分析与测试
5.4.1 光纤光锥透过率的理论分析
5.4.2 光纤光锥透过率测试
5.4.3 实验数据与结果
5.4.4 结论
5.5 本章小结
6 展望
6.1 反射光锥阵列
6.2 干扰信号分析与测试
6.2.1 战场火光干扰光谱特性测试与分析
6.2.2 闪电测试与分析
6.2.3 抗电磁干扰
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
攻读博士学位期间所取得的研究成果
致谢
发布时间: 2006-06-27
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