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用双楔形干涉仪进行微弱激光信号光谱探测方法的研究

张志勇  
【摘要】: 在被动激光侦察告警中,对微弱脉冲激光信号的探测是一个难点。当探测距离相当远或视场内接收的背景光辐射很强时,脉冲激光信号到达探测器的能量很小,会淹没在强大的背景光信号中而探测不到。本论文提出了一种探测微弱脉冲激光信号的方法,可对强烈背景光中的激光威胁信号进行探测和告警,并给出其波长参数。 入射光经过分束镜后,分为基本相同的两束光。当背景光入射时,直接穿过干涉仪,仅发生强度的衰减,在两个探测平面上产生幅度基本一致的灰度信号,通过差分放大器,相消为零,从而抑制了背景干扰。 当激光信号入射,穿过干涉仪时受到调制,在探测平面上产生干涉条纹。通过所设计的存在平均厚度差的双楔形干涉仪,两路干涉条纹图案出现相对移位:在两个探测平面对应的位置上,一路出现亮纹,另一路出现暗纹。通过差分放大器,激光干涉信号得以保留;提取出条纹间距的平均值,就可得出入射波长的测量值。 由于去除了背景光辐射的干扰,而且整个系统全为固定结构,大大提高了系统探测能力。 本论文通过理论分析和运用语言仿真计算,确定了光学干涉仪的基本参数,并对其产生的干涉结果进行仿真验证。 进一步对后续对输出的条纹信号进行了分析与仿真,通过图像处理和数字信号处理的方法,将条纹信号从噪声中恢复出来。接着采用加权平均的算法计算出条纹的中心位置与间距;根据干涉条纹的间距与入射激光波长的关系式,分析出入射激光波长。仿真结果表明此方法是正确的,可行的,为今后进一步开展研究工作提供了重要的依据。


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