1 电磁空间安全全国重点实验室，天冿 300308
2 电子科技大学 物理学院，成都 610054
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
改进了描述光学材料强激光损伤的吸收波前模型，在原有模型的基础上引入了杂质缺陷吸收项，并将一维形式推广到了三维。利用改进后的吸收波前模型，数值模拟了红外单晶硅光学材料在波长1064 nm皮秒激光辐照时杂质源（以金属铁为例）附近材料的温度、损伤半径及损伤阈值等变化情况，并分析了光学材料初始温度对损伤阈值的影响规律。数值结果显示：（1）与传统的热传递模型不同，在损伤阈值附近，激光场能量密度从低于损伤到达到（或超出）损伤的微小变化导致温度场的巨大变化；（2）达到损伤能量密度后，杂质附近的最高温度及利用吸收波前表征的材料损伤半径随着辐照能量密度的增加近似线性增长；（3）激光损伤阈值随着材料初始温度的增加而降低。研究结果表明改进后的吸收波前模型可以较好地描述光学材料的杂质缺陷诱导强激光损伤：相比于传统的热超导模型，吸收波前模型可以更合理的表示损伤阈值附近温度场的突变，并可定量分析杂质诱导光学材料的强激光损伤尺寸。另外对单晶硅吸收波前模型的研究还显示提升材料的初始温度可以有效降低材料的强激光损伤阈值，这为提升光电对抗中光电探测器的激光损伤效率提供了一种思路。
杂质缺陷 光学材料 单晶硅 吸收波前模型 强激光损伤 impurity defect optical materials monocrystalline silicon absorption front model laser induced damage 强激光与粒子束
2023, 35(7): 071004
1 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津
2 中国人民解放军93046部队, 沈阳
作为光纤非线性效应中的一种, 孤子自频移效应由于其特殊的脉冲自持性而成为光纤中超短脉冲波长调谐的有效方式。从理论计算和实验验证角度对光纤中的孤子自频移效应进行研究, 基于广义非线性薛定谔方程对光纤中的孤子自频移效应进行仿真计算, 通过测量超短脉冲在保偏光子晶体光纤输出端的光谱对其进行实验分析, 理论和实验结果相符合, 均表明基于孤子自频移效应的超短脉冲波长可以实现大于300 nm的光纤反常色散区连续调谐。
孤子自频移 超短脉冲 波长调谐 光子晶体光纤 soliton self-frequency shift effect ultrashort pulse wavelength tuning photonic crystal fiber
1 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津
2 空军装备部驻北京地区军事代表局天津地区第三军事代表室，天津
基于四通道偏振中波红外相机对不同伪装目标进行了不同偏振态特征和强度图像的采集，根据偏振方程解算出不同目标的偏振度、偏振角信息，利用多种图像融合算法获得了目标较为明显的偏振特性。通过与目标本身的红外强度图像对比可知，红外偏振图像通过不同的图像融合算法可以有效识别出采用普通红外伪装的目标。此研究对红外偏振应用于伪装目标识别研究具有重要意义。
红外偏振 伪装识别 目标探测 infrared polarization imaging camouflage identification target detection
1 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津
2 哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨
研究了 Cr,Er:YAG晶体的能级结构, 分析了 Cr3+与 Er3+能量共振转移和 3 μm激光的能级跃迁过程。在室温条件下设计搭建摘了氙灯泵浦源及其泵浦的 Cr,Er:YAG激光器, 分析了激光器输出能量与泵浦能量、输出能量与晶体温度的关系。在单发自由运转模式下, 激光器最高输出能量 529 mJ, 脉冲宽度 103 μs, 斜率效率 0.26%。波长范围 2 923~2 940 nm, 2个峰值波长分别为 2 930 nm和 2 933 nm。实验结果表明, Cr,Er:YAG晶体能够有效实现 3 μm激光运转。
激光器 氙灯泵浦 laser Cr,Er:YAG Cr,Er:YAG xenon lamp pumping
1 航空工业沈阳飞机设计研究所, 沈阳
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津
运用理论分析和数值模拟方法, 建立了光学系统结构件的受辐照加热模型, 以及结构件和光学元件的红外辐射在焦平面上形成的照度分布模型。并据此编制了仿真计算软件。通过该软件计算结果分析了激光照射在红外光学系统上所造成的温升分布情况, 以及由此产生的光学元件和结构件的二次辐射效应。对一种典型结构的光学系统温升效果进行了仿真计算, 并探讨了二次辐射对探测器工作的影响。发现即使入射激光波长与红外探测系统的工作波段不匹配, 仍然可能通过二次辐射对探测器的影响, 明显降低该系统的探测效能。
红外探测系统 二次辐射 温度分布 仿真模型 infrared detection system second radiation distribution of temperature simulation model
1 西南科技大学 理学院，四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
3 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津 300308
4 西南科技大学-中国工程物理研究院激光聚变研究中心极端条件物质特性联合实验室，四川 绵阳 621010
针对CO2激光修复熔石英表面损伤点后得到的修复点（简称损伤修复点）产生的光调制问题，重点研究损伤修复点在镀增透膜前后的形貌及光调制的变化规律，探讨修复点深度、宽度等形貌因素对SiO2胶体在修复点坑内沉积的影响，以及对光调制效应的影响。研究结果表明：胶体材料在损伤修复点坑内具有明显的富集效应，可有效改善损伤修复点的形貌尺寸，尤其是对深度的影响尤为明显。这虽然会导致损伤修复点镀膜后最大光调制位置的增大，但该最大光调制却远小于相应未镀膜损伤修复点引起的调制度。研究结果对进一步优化熔石英表面损伤点的修复工艺及光调制度控制提供参考。
熔石英 损伤修复点 光调制 化学膜层 富集 fused silica repaired site light modulation chemical coating enrichment
光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
为准确获得半导体硅材料在激光加工过程中的温度特性变化规律, 开展了980 nm激光辐照硅材料实验研究。利用接触式和红外非接触式方法获得了硅材料特性曲线, 分析了在激光辐照下的特性变化规律。结果表明, 激光照射材料时红外测温结果不只与材料的温度相关, 还与入射激光波长、强度、时间等多个因素相关, 传统非接触式红外测温方式将无法准确表征激光辐照硅材料的实时温度变化, 需采取新的标定方法。该研究对激光加工中的非接触式测温设备的参数标定具有重要意义。
激光加工 红外测温 硅材料 laser cutting infrared temperature measure silicon material
中国激光
2020, 47(11): 1116001
1 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津 300308
2 航空工业第一飞机设计研究院，西安 710089
通过光谱非相关激光辐照锗材料Ge实验，获得了在光谱非相关激光辐照下的锗材料温度随入射激光功率密度和辐照时间改变的变化规律，材料温升影响红外探测系统的辐射特性等实验结果。对光谱非相关激光辐照锗材料特性变化实验结果进行了机理分析，证明了材料温升会导致Ge材料透过率降低，从而影响探测系统的工作特性。该研究可用于红外系统的设计和应用方面的改进。
光谱非相关激光 辐照 锗材料 spectral unrelated laser irradiate germanium material
1 北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
基于红外成像系统作用距离估算最小可分辨温差（MRTD）方法建立了红外偏振成像系统作用距离模型, 分析了背景杂波影响下红外偏振成像系统作用距离。通过仿真发现, 红外偏振成像系统作用距离是由目标/背景红外偏振特性、大气传输过程和观察方式等众多因素共同决定的, 背景杂乱程度大幅影响红外偏振成像系统作用距离, 偏振成像模式与强度成像模式依据应用条件的不同具有不同的优势。
背景杂波 作用距离 红外偏振 MRTD法 background clutter operating range infrared polarization MRTD method 红外与激光工程
2017, 46(10): 1004003
