针对激光诱导K9玻璃元件体损伤问题,利用在线成像技术获得激光诱导体损伤时的侧面和正面图像,并分析体损伤中成丝损伤的特点及成丝损伤中成核损伤和裂纹对损伤增长的影响。结果表明,当激光辐照能量大于体损伤阈值时,体损伤会以成丝损伤、成核损伤及损伤增长的形式出现,但只有最靠近入射激光方向的成核损伤点会在后续激光辐照下出现持续增长现象。成核损伤在损伤增长过程中的裂纹更多向纵向和逆激光传播方向扩展。同时,在相同能量的激光辐照下,损伤面积的增长强烈依赖于成丝损伤点的长度,且从侧面方向观察到的损伤点的损伤增长系数大于从正面方向观察到的。研究结果为对K9玻璃元件体损伤及其在后续激光辐照下的损伤增长规律研究提供了参考性。

分析了红外热像仪测温幂指数曲线拟合与三次样条插值辐射定标方法。利用高精度控温面源黑体对典型中波红外热像仪进行辐射定标, 获取了黑体温度与输出电压信号的准确关系。对定标实验数据进行幂指数最小二乘拟合、三次样条插值处理, 并比较了两种处理方法的测温误差, 结果表明, 随着定标点增加两种拟合方式获得的测温误差均逐渐下降; 在整个测温范围内采用3温度点定标时, 幂指数最小二乘拟合法能获得更高的测温精度; 在测温范围内以温度间隔均匀分布比灰度间隔均匀分布的3定标点能获得更高的测温精度, 该种定标方法的测温精度能达到0.1 K, 是热像仪较为理想的一种快速准确测温定标方法。

疲劳效应是诱导高功率固体激光装置中光学元件激光损伤的因素之一, 目前对SiO2化学增透膜激光诱导疲劳损伤的研究鲜见报道。基于此, 本文采用单一激光能量多发次辐照和多梯度激光能量多发次辐照两种不同的激光辐照方式, 研究1064 nm化学增透膜层的激光疲劳损伤效应及特征。研究结果表明, 在单一激光能量多发次脉冲激光辐照下, 膜层最易发生疲劳损伤; 采用多梯度激光能量多发次辐照的方式, 可以有效地提升膜层的损伤阈值, 进而提升膜层的抗激光疲劳损伤性能。

通过强光辐照光电成像系统实验研究, 得到了饱和像元数与入射光强、光学系统参数、像元饱和阈值等参数之间的变化规律, 并利用光学系统点扩展函数(PSF)进行了理论验证。结果表明, 饱和像元主要由衍射效应引起。推导了饱和像元数与入射光强、波长、光学系统参数、像元饱和阈值等参数之间的关系。

开展了可见光CCD对脉宽为100 fs的808 nm高重频、低重频激光与808 nm连续激光的线性响应对比实验。实验结果表明, 当CCD处于线性响应范围时, CCD对脉宽为100 fs的激光与连续激光的能量响应率之比均接近1, 说明响应特性无差别。同时由CCD原理可知, 响应输出与积分时间内接收到的激光能量成正比, 说明CCD的能量响应率与脉冲宽度、激光重复频率无关。

开展了不同CCD参数、不同激光参数条件下强光辐照CCD实验, 观察到了CCD串扰现象。从实验结果中获得以下结论, CCD串扰与入射光波长相关, 任一列的串扰线灰度值分布与对应列上光强成正比, 任一行上的串扰线灰度值总和N与光强成正比, 任一行上的串扰线灰度值与行间转移时间成正比, 串扰线灰度值总和N与焦面处光斑形状、CCD积分时间无关, 并给出了描述CCD串扰特性的数学表达式。

为了有效地干扰红外焦平面探测器，需要研究在不同波长激光的辐照下该探测器的响应情况。本文采用四种波长的激光进行辐照实验。研究结果表明，探测器像元很容易达到饱和状态，器件的响应与光谱响应曲线基本吻合。结果验证了干扰效果与光谱响应曲线之间的关系，为中红外激光干扰提供了实验依据。最后对红外焦平面器件对波段内激光的响应机制进行了简要分析。

介绍了红外热像仪的工作原理和测温原理，分析了影响红外热像仪测温精度的各种因素，从理论上推导了各因素的误差对测温精度影响的数学表达式，计算了不同温度条件下不同发射率材料的测温误差曲线，比较了中、长波红外热像仪在不同温度范围内的测温精度。