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《中北大学》 2005年
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窄脉冲激光波长测试技术研究

王高  
【摘要】:随着光电技术和信息技术的迅速发展,光电对抗武器以惊人的速度得到发展,成为世界各军事大国竞争的焦点之一。在“海湾战争”、“科索沃战争”和“伊拉克战争”中,各种激光设备以其精确测距,精确制导和精确打击能力已成为现代战场上重要的武器装备,给战场上各作战平台带来了严重威胁。为了对抗这些威胁,需要及时、准确探测来袭激光的方位、波长和威胁等级,根据探测结果,我方采取措施,对敌方作战的光电武器与装备实施有效干扰,使敌方光电武器装备失灵,削弱、压制、甚至摧毁其作战能力。本论文主要研究来袭窄脉冲激光波长测试技术。 鉴于课题研究的重大意义,本项工作得到国家基金委、山西省留学基金委、山西省教育厅和山西长城微光夜视有限公司的高度重视,分别给与基金支持,希望研究能有所突破,将来列装到各种武器平台,提高我军的整体作战水平,实现“科技强军”的跨跃式发展。 分析了目前激光技术在军用激光测距仪、激光指向器和可调谐激光器的特性参数和脉冲波长测试的发展,提出了基于光纤光谱仪的测试方案。 本论文不仅给出了光纤光谱仪设计的光学结构,详细讨论了各种衍射光栅及探测器的工作原理,特别是CMOS图像的发展、原理和技术参数,还简单介绍了光纤束的基本知识。 在详细分析了窄脉冲YAG激光在大气传输中的各种衰减的基础上,论文分析、计算到达探测器的功率密度和灵敏度,给出了强太阳背景噪声下,如何选择探测器的扫描频率,提高信噪比的计算式,最后还给出了光谱分辨率计算公式。 为了验证光纤光谱仪能否对任意方向、任意时刻来袭的短脉冲激光波长进行探测,我们用激光测距仪和光纤光谱仪,进行了室内、外窄脉冲激光波长散射测试实验;室外近距窄脉冲激光波长直射、斜入射测试实验和基于望远光学系统的远距离短脉冲激光波长直射、斜入射测试实验。实验验证了光纤光谱方案的正确性,说明:光纤光谱仪完全可以在野外、强太阳光背景下对脉冲激光器发出的窄脉冲激光进行准确测试;信号幅度的大小跟入射窄脉冲激光的方向有直接的关系;背景噪声与光纤光谱仪积分时间有直接
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