1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津
2 天津大学 光电信息技术教育部重点实验室,天津
作为最具代表性的定向能载体,激光可用于高功率、长距离的无线能量传输。传统上激光无线传能一般通过跟瞄系统实现,而近年来发展的谐振激光自适应无线传能技术提供了一种无需跟瞄的新解决思路,受到广泛关注。文中分析比较了这两种方法的特点,展望了未来发展趋势,并对后者的核心免调试激光器的实现方法进行了总结。
激光无线传能 谐振激光传能 免调试激光器 猫眼逆反射器 wireless laser power transmission resonant laser power transmission alignment-free laser cat-eye retroreflector
强激光与粒子束
2023, 35(6): 069002
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220537
红外与激光工程
2022, 51(9): 20220497
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
针对装备运输过程中可能遭遇侦拍的风险,结合运输安全需求,分析市面上常见的4类消费级侦拍装置(手机、卡片数码相机、单反相机和数码摄像机)的光电可探测性,并实现对各装置的有效干扰。通过搭建“猫眼”激光探测、激光干扰及回波信号接收系统,重点突破典型小口径侦拍装置的探测与识别,以及“猫眼”探测端与目标端的双向成像等理论和关键技术。在此基础上分析不同距离、干扰波长和孔径情况下可见光波段激光对“猫眼”目标的探测及成像干扰效果,并提出一种图像干扰效果评价标准及不同光学侦拍装置的有效干扰阈值。实验结果表明:典型光学侦拍装置在实验距离内具有良好的光电可探测性,并且可被有效干扰;在激光束完全覆盖镜头通光孔径时,目标与装置距离越近,激光束散角越小,波段越接近人眼敏感程度最大波段(555 nm),激光光束产生的非伤害性成像干扰效果越好。
猫眼效应 光学侦拍装置 探测 干扰 装备运输 cat-eye effect optical surveillance device detection jamming equipment transportation
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室-天津大学,天津 300072
3 天津津航技术物理研究所,天津 300308
4 天津索维电子技术有限公司,天津 300384
5 中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室,北京 100094
为实现面向自适应激光无线传能应用的大范围免调试激光器,对基于猫眼逆反射器的端面泵浦Nd: GdVO4激光器开展实验研究;在补偿接收端的球差和场曲、优化激光器工作距离和接收端视场的基础上,分析发现发射端各透镜的场曲所导致的猫眼逆反射器离焦是限制其视场角度(接收端离轴量容限)的主要因素。基于Zemax软件对发射端场曲进行分析计算,并设计加工了矫正场曲的非球面透镜以避免接收端离轴情况下的发射端离焦,实现优化发射端视场的目的。使用优化设计的非球面透镜后,在5 m的长工作距离下激光器4.6°发射端视场内的输出功率均在其最高输出功率的50%以上,相比使用普通球面透镜时的结果得到显著的提升。对比理论设计和实验结果仍有一定差距,认为补偿激光晶体热透镜的像差是进一步优化发射端视场的关键。
免调试激光器 猫眼逆反射器 视场 像差 场曲 alignment-free laser cat-eye retroreflector field of view optical aberration field curvature 红外与激光工程
2022, 51(3): 20211108
1 国防科技大学 电子对抗学院, 合肥 230037
2 中国人民解放军 95865部队, 北京 102200
采用矩阵分解以及将硬边光阑窗口函数展开为复高斯函数叠加的方法, 研究了高斯光束猫眼光学系统后的光阑效应; 通过数值计算, 分析了激光的反射规律。研究表明, 入射光束束腰距离猫眼光学系统越远, 光学系统的光阑效应越大; 调整合适的正离焦量, 可以使猫眼光学系统回波光强更高。理论分析和数值计算对猫眼系统的研究具有一定的参考意义。
猫眼效应 高斯光束 硬边光阑 光强分布 cat eye effect Gaussian beam hard edge aperture intensity distribution
国防科技大学智能科学学院,湖南 长沙 410073
目前的“猫眼”目标激光主动探测系统尽管发射功率大,探测距离远,但普遍存在质量较大、灵活性差的缺点。为增强灵活性,减少作战反应时间,确保对目标发现即摧毁,可在步枪智能瞄具中集成小功率“猫眼”目标主动探测系统,与现有系统形成优势互补。由于智能瞄具搭载了小型激光测距仪及CMOS图像传感器,因此本文根据其硬件特点,设计了一种利用小功率激光器发射伪随机编码激光脉冲序列、CMOS传感器同步采集数据,通过相关运算提取目标信息的抗干扰“猫眼”目标探测方法,并进行了理论分析与实验验证。实验结果表明,该方法具有较强的稳定性和抗干扰能力,能够使智能瞄具在较复杂的背景中发现“猫眼”目标。
“猫眼”目标 M序列 CMOS传感器 智能瞄具 相关处理 "cat-eye" target M-sequence CMOS image sensor intelligent sight correlation operation
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100192
建立了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波探测系统,记录了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波功率与猫眼回波偏振度数据并绘制了变化曲线,分析了猫眼回波特性的变化机理、CCD损伤状态与猫眼回波功率、偏振度变化之间的联系,研究得出:光学成像系统CCD探测器件受脉冲激光辐照产生点损伤、线损伤至全靶面损伤进程中,猫眼回波功率、偏振度变化与CCD损伤状态变化没有良好的相关性,提高损伤激光能量使CCD受到首个脉冲辐照时完全损伤,在0~8个脉冲损伤进程中,猫眼回波功率与偏振度先增大后减小,再增大最后不断减小,可以此规律对CCD是否完全损伤进行判断。
猫眼回波 功率 偏振度 粗糙度 cat eye echo power degree of polarization roughness 红外与激光工程
2021, 50(9): 20200425