红外与激光工程
2020, 49(4): 0403005
北京理工大学 机电动态控制重点实验室, 北京 100081
调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力, 但仍会受到云雾的干扰。为研究FMCW激光引信系统参数对云雾回波特性的影响, 利用FMCW激光引信探测模型, 对激光引信在不同收发间距、激光波长以及相对云雾位置条件下的云雾回波特性进行仿真。仿真结果表明: FMCW激光引信的收发间距和激光波长会对云雾回波特性产生明显影响, 收发间距越大, 在可见光波段和近红外波段的激光波长越短, 云雾后向散射越弱。所得的仿真结果可为FMCW激光引信抗云雾干扰方面的优化设计提供参考。
调频连续波激光引信 云雾回波 收发间距 激光波长 FMCW laser fuze cloud and fog echo transmitting-receiving distance laser wavelength 红外与激光工程
2019, 48(4): 0406007
北京理工大学 机电动态控制重点实验室, 北京 100081
气溶胶后向散射激光回波在气溶胶内部的散射特性对其波形特征有着重要影响。为获取气溶胶后向散射激光回波的散射特性, 文中以云雾为研究对象, 建立激光云雾传输模型, 仿真云雾后向散射激光回波在云雾内部的多次散射过程, 统计不同云雾质量浓度和云雾距离条件下的激光回波的散射次数和传输时间, 得到激光回波的散射次数范围和同次散射回波特征, 以及云雾质量浓度和云雾距离对散射次数的影响规律。文中研究结果可为分析气溶胶后向散射激光回波特征提供重要支撑。
气溶胶 云雾 后向散射激光回波 散射次数 aerosol fog backscattering laser echo Monte Carlo Monte Carlo scattering times 红外与激光工程
2018, 47(5): 0506002
北京理工大学 机电动态控制重点实验室, 北京 100081
调频连续波(FMCW)激光探测技术将调频测距原理与激光的优点相结合, 具有探测精度高、抗干扰能力强等优点。为验证FMCW激光探测原理和性能, 设计了FMCW激光引信探测系统, 包括激光发射子系统、激光接收子系统和信号处理子系统, 具有FMCW激光发射、接收、信号处理和探测距离信息输出等功能。对FMCW激光引信探测系统的测距性能进行试验测试, 结果表明: FMCW激光引信探测系统的最大探测距离12 m, 测距误差在±0.3 m以内。所设计的FMCW激光引信探测系统具有较高的探测精度, 可应用于FMCW激光引信。
调频连续波 激光引信 探测系统 FMCW laser fuze detecting system 红外与激光工程
2017, 46(12): 1206004
北京理工大学 机电动态控制重点实验室，北京 100081
调频连续波(FMCW)激光调制电路是FMCW激光探测系统的重要组成部分。对FMCW激光调制方法进行研究，设计并实现由线性调频信号产生电路和半导体激光器驱动电路组成的激光调制电路，并给出相应的实验结果。其中线性调频信号产生电路采用基于直接数字频率合成技术的集成芯片AD9958进行设计，产生10~110 MHz的锯齿波线性调频信号；半导体激光器驱动电路采用直接电流调制方式，利用线性调频信号对激光载波的强度进行调制，激励激光器出光。测试结果表明：调频连续波激光调制电路能够满足调制频偏100 MHz、调频周期100 μs的设计要求。
调频连续波 光强调制 直接数字频率合成 frequency modulated continuous wave laser intensity modulation direct digital synthesis
1 北京理工大学 机电动态控制重点实验室, 北京 100081
2 北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081
考虑激光引信的探测性能易受大气气溶胶的散射作用和吸收作用的影响,本文基于Mie散射理论,采用Monte Carlo方法模拟了脉冲激光在水雾中的后向散射偏振特性.对1~10 μm的19种粒径的水雾进行仿真,获得了典型波长和水雾粒径下激光后向散射的平均偏振对比度.建立了收发同轴脉冲激光在水雾下的后向散射偏振特性实验系统,通过改变超声波加湿器的浓度,得到了5种典型粒径的模拟水雾粒子,并对其进行了实验.研究结果表明:当水雾粒径在1~10 μm时,激光后向散射的平均偏振对比度为0.30~0.65,实验结果与仿真结果具有较好的一致性.得到的结果证明了激光后向散射理论模型和Monte Carlo仿真的正确性,为激光引信的抗水雾干扰研究提供了理论支撑.
激光引信 气溶胶 激光后向散射 偏振 水雾 Monte Carlo方法 laser fuze aerosol laser backscattering polarization water fog Monte Carlo method
通过电化学方法在FTO导电玻璃上沉积了不同还原程度(C/O)的还原氧化石墨烯薄膜(rGO)，其中rGO薄膜由未经处理的GO电解液制备，A-rGO由碱处理后的电解液制备，B-rGO由NaBH4处理后的电解液制备。利用XRD、XPS、SEM、UV-Vis对薄膜的化学结构和微观形貌进行了表征，并研究了薄膜在可见光照射下的光电性能。结果表明：在1.8 V下沉积的不同C/O比的rGO薄膜中，B-rGO薄膜的C/O比最高(8.1)，带隙最小(0.54 eV)，导带最靠近FTO的导带位置。在可见光照射下，几种薄膜均产生了阴极电流，电流密度随C/O比的增大而增大，其中B-rGO最大达1 μA·cm-2。本文提供了一种通过控制C/O比来控制rGO薄膜光电性能的方法。
还原石墨烯薄膜 光电性能 还原程度 能带结构 reduced graphene oxide photoelectric property reduction degree energy band structure
1 北京理工大学,机电工程学院,北京,100081
2 北京理工大学机电工程学院,北京,100081
在激光引信的研制过程中,半实物仿真是能够较为全面地评测其工作性能的重要手段,介绍了基于激光景象投射(LSP)技术的激光引信半实物仿真(HILS)系统作为仿真试验的平台.该系统能够有效地模拟来自目标和背景的激光回波特性,并以激光阵列的形式投射到激光引信接收端,从而获取激光引信在弹目交会过程中的实时反馈信息,为激光引信的研制改进提供了可靠的数据支持.
激光引信 激光景象投射 半实物仿真
对于给定的腔型,为获得最大的稳定激光输出,必须选择最佳的激光棒位置.运用激光谐振腔的矩阵理论,给出了内含热透镜的三种腔型下的g参数以及棒位置对运行特性的影响,使用Matlab软件分别进行了理论模拟,在泵浦电压1000 V、重频10 Hz、晶体对称置于腔中间的条件下,通过实验验证了部分理论结论,对谐振腔的设计具有一定的指导作用.
热不灵敏腔 热透镜效应 激光棒位置 Thermal insensitive resonator Thermal lensing effect Laser rod position
根据对2.1μm波长Cr,Tm,Ho∶ YAG激光器输出特性的实验研究,详细分析了腔长、输出镜透过率、全反镜曲率半径和水温等因素对激光器输出的影响.在镀银腔情况下,重频5Hz时,激光阈值为47J,斜效率为1.3%,输入能量为144J时,最大输出为7.9W .重频10Hz时,激光阈值为45J,斜效率为1.1%,输入能量为121J时,最大输出为9.7W.
Ho∶ YAG激光 能级 热透镜效应 镀银腔 Cr Tm
