激光远场能量密度分布测试方法研究

论文摘要

激光远场能量密度分布是评价高能激光性能参数的关键指标,随着激光的应用与激光技术的发展,对激光远场能量密度的有效测量成为军事及其他应用领域急需解决的问题,本文结合实际科研需要,提出一种用绝对测量与相对测量相结合的方法,解决了一定距离处激光远场能量密度及其分布测量的难题。本文介绍了一种激光远场能量密度分布测试方法,组建了一套可行的测试系统,该系统主要由能量密度测试靶、成像子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、终端计算机等组成。其基本原理是:在激光发射装置的作用距离（1-3km）处设置漫反射靶,漫反射靶的特征点处布设能量探头,通过相机对靶板拍摄和特征点的能量密度值,得到激光远场能量密度值及能量密度分布情况。论文主要设计了能量成像子系统,包括CCD相机的选择,光学系统设计,像差校正和像质评价及光机系统的安装与调试,并用MATLAB对光斑进行图像处理,得出能量密度值及分布情况,测试结果表明系统满足设计指标要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.3 主要技术指标
• 1.3.1 能量密度分布测试系统技术指标
• 1.3.2 能量密度靶技术指标
• 1.3.3 成像组件技术指标
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第二章 系统工作原理与主要组成
• 2.1 工作原理
• 2.2 主要组成部分
• 2.2.1 激光发射装置
• 2.2.2 能量密度测试靶
• 2.2.3 成像子系统
• 第三章 相机选择与光学系统设计
• 3.1 相机选择
• 3.1.1 相机芯片的分类与比较
• 3.1.2 相机的分类与比较
• 3.1.3 CCD相机选择
• 3.2 光学系统设计
• 3.2.1 非球面单透镜优点与面形
• 3.2.2 光学系统主要参数确定
• 3.2.3 光学系统结构确定、优化及像质评价
• 3.2.4 光学系统实际应用分析
• 第四章 成像组件调试
• 4.1 成像组件装调
• 4.1.1 单透镜共轴分析
• 4.1.2 单透镜的安装
• 4.1.3 光机界面接触类型
• 4.1.4 透镜组件安装
• 4.2 成像组件测试
• 4.2.1 透镜组件同轴度检测
• 4.2.2 光学系统光轴一致性调试及重要指标检测
• 第五章 实验结果与误差分析
• 5.1 图像处理与实验结果分析
• 5.1.1 光斑图像处理
• 5.1.2 测试结果分析
• 5.2 误差分析
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献