激光大气传输特性的数值模拟 被引量：18

1

作者 于继平 齐文宗 +1 位作者 郭春凤 王德飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期523-527,共5页

介绍了激光信号通过大气时的湍流谱模型,分析了考虑湍流内尺度条件下激光在大气中传输时的光强闪烁效应和光束展宽效应。探讨了基于修正Rytov方法的光强闪烁理论,主要是考虑湍流内尺度效应的条件下湍流内尺度、传输激光的波长以及大气... 介绍了激光信号通过大气时的湍流谱模型,分析了考虑湍流内尺度条件下激光在大气中传输时的光强闪烁效应和光束展宽效应。探讨了基于修正Rytov方法的光强闪烁理论,主要是考虑湍流内尺度效应的条件下湍流内尺度、传输激光的波长以及大气结构常数对光强闪烁的影响。用MATLAB对其影响进行了数值模拟,并对结果进行了具体分析。结果表明:湍流内尺度对激光大气水平传输过程中的光强闪烁效应具有重要的影响,同时闪烁指数还随着传输激光的波长和大气结构常数等的变化而变化。 展开更多

关键词 激光传输 大气湍流 闪烁指数 内尺度 光束展宽

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新型高功率激光加工用激光光束展宽方法的探索性研究 被引量：8

2

作者 罗曦 陈培锋 +2 位作者 王英 梁乔春 杜建伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期87-93,共7页

探索性地提出了一种基于新型扇形类抛物面聚焦镜的高功率激光加工用激光光束的展宽方法,并对该方法的实现原理和光路设计进行了研究与相关实验验证。根据几何光学原理,采用光线追迹的方法,对实际激光光束经新型光束展宽系统变换后的聚... 探索性地提出了一种基于新型扇形类抛物面聚焦镜的高功率激光加工用激光光束的展宽方法,并对该方法的实现原理和光路设计进行了研究与相关实验验证。根据几何光学原理,采用光线追迹的方法,对实际激光光束经新型光束展宽系统变换后的聚焦特性进行了分析。理论结果表明,通过光束展宽系统变换后,能够将原始圆形激光束连续扫描展宽为光强分布均匀的大尺寸（20-500 mm）弧形条状聚焦光斑。利用横流CO2激光器,对该光束展宽系统的实际光学变换特性进行了初步实验研究,实验结果与理论结果相符合。 展开更多

关键词 激光技术 光束展宽 新型扇形类抛物面聚焦镜 光线追迹 聚焦特性

原文传递

可调分束角棱镜对激光束的影响 被引量：4

3

作者 周军 苏桂英 施荣燕 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期75-78,共4页

基于三棱镜对激光束的扩束和角放大作用 ,分析了可调分束角偏光棱镜在不同入射角情况下对激光束的发散角和横截面的影响 。

关键词 可调分束角棱镜 角放大 扩束 激光束

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OPO激光测距机发射端变倍扩束系统设计

4

作者 蔡震 吉俊文 《应用光学》 CAS 北大核心 2023年第5期1118-1124,共7页

设计了一种OPO激光测距机发射端变倍扩束系统。该系统采用两级激光扩束,将OPO(optical parametric oscillation)激光器出射光束发散角二次压缩,一级激光扩束为变倍扩束,二级激光扩束为定倍扩束,使出射光束发散角可连续调节,以实现激光... 设计了一种OPO激光测距机发射端变倍扩束系统。该系统采用两级激光扩束,将OPO(optical parametric oscillation)激光器出射光束发散角二次压缩,一级激光扩束为变倍扩束,二级激光扩束为定倍扩束,使出射光束发散角可连续调节,以实现激光测距机大范围测距,提高了激光测距过程的人眼安全性。OPO激光器出射光束发散角为6 mrad,出射光束直径为ϕ7 mm,扩束倍率6~12倍,其中,一级激光变倍扩束倍率为2~4倍,二级激光扩束倍率为3倍。设计的光学系统满足较大口径光束入射,且具有变倍扩束功能,突破了现有变倍扩束系统仅能实现小口径光束入射的限制。最终设计的变倍扩束系统总长度为285 mm,结构简单,利于工程化。 展开更多

关键词 光学设计 OPO激光器 扩束 无焦变倍 人眼安全

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定向干扰跟踪平台的激光扩束系统设计 被引量：2

5

作者 何秉高 孙向阳 史丽娟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期903-908,共6页

为了解决常规定向干扰系统结构复杂、尺寸过大、难以变倍等问题,本文设计了一种采用反射式离轴光机结构的激光扩束系统,并进一步对激光变倍扩束主、副反射镜组的光机结构进行了设计与分析。分析结果表明,主副镜组最大变形量均小于0.01 ... 为了解决常规定向干扰系统结构复杂、尺寸过大、难以变倍等问题,本文设计了一种采用反射式离轴光机结构的激光扩束系统,并进一步对激光变倍扩束主、副反射镜组的光机结构进行了设计与分析。分析结果表明,主副镜组最大变形量均小于0.01 mm,扩束机构的基本振型频率为105.2 Hz,最大结构应力小于材料的屈服强度。通过测试,系统能够实现系统扩束比为1∶15.01、1∶19.96、1∶25.03,空间偏移量误差小于1 mrad,满足技术指标要求。 展开更多

关键词 离轴反射 光机结构 扩束 定向干扰 分析测试

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光源扩束质量对光纤光栅刻制的影响 被引量：1

6

作者 姚高飞 黄俊斌 +1 位作者 刘文 吴晶 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期61-66,共6页

为实现长光纤光栅的精确制作,围绕整体曝光法分析了光束平行度和截面光强分布对光栅刻制的影响,设计了一套光束扩束系统,使用Zemax软件对扩束后的光束平行度和截面光强进行了仿真分析和优化,并进行了光束平行度对光栅刻制的影响实验,验... 为实现长光纤光栅的精确制作,围绕整体曝光法分析了光束平行度和截面光强分布对光栅刻制的影响,设计了一套光束扩束系统,使用Zemax软件对扩束后的光束平行度和截面光强进行了仿真分析和优化,并进行了光束平行度对光栅刻制的影响实验,验证了理论分析结果。 展开更多

关键词 光纤光栅 整体曝光法 扩束 截面光强分布

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100 MeV质子回旋加速器二期辐照效应管道设计

7

作者 杨新宇 郭刚 +4 位作者 彭朝华 张艳文 覃英参 殷倩 肖舒颜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期863-869,共7页

针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器上的单粒子效应辐照装置进行了二期管道设计,采用八极磁铁校正法对束流进行了扩束及均匀化,最终在靶上得到了一个30 cm×30 cm、均匀性好于92%的均匀分布的束斑,满足了单粒子效应实... 针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器上的单粒子效应辐照装置进行了二期管道设计,采用八极磁铁校正法对束流进行了扩束及均匀化,最终在靶上得到了一个30 cm×30 cm、均匀性好于92%的均匀分布的束斑,满足了单粒子效应实验的需求。为降低靶站处的束流能散及中子本底,采用两级降能的方案,在偏转磁铁前放置1个降能片,将能量分为100 MeV和40 MeV两档,并分别针对这两个能量点进行方案设计,束流利用率均在42%以上。公差分析结果表明,四极磁铁对靶上束斑均匀性的影响大于八极磁铁,安装过程中应优先保证四极磁铁的安装公差。 展开更多

关键词 单粒子效应 八极磁铁 扩束 均匀性

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轻型多旋翼无人机激光供能系统优化设计

8

作者 陈健斌 李勇 +3 位作者 杨洪海 李坤 韩景阳 陈艺鑫 《节能》 2024年第2期104-107,共4页

传统无人机电池的能量密度有限,限制了其飞行时间,激光供能系统可以延长无人机的续航能力。提出轻型多旋翼无人机激光供能接收阵列和扩束准直系统的优化设计方法,通过Matlab和Simulink联合仿真,对激光供能系统的传输功率损耗进行量化分... 传统无人机电池的能量密度有限,限制了其飞行时间,激光供能系统可以延长无人机的续航能力。提出轻型多旋翼无人机激光供能接收阵列和扩束准直系统的优化设计方法,通过Matlab和Simulink联合仿真,对激光供能系统的传输功率损耗进行量化分析,将激光传能过程中的光伏阵列设计半径和初始光斑束腰半径的比值定义为缩放因子,将总传能效率细化为大气传输效率、截断效率、高斯填充效率和光电转换效率。以悬停姿态下的轻型多旋翼无人机为基础工况,进行详细的设计计算。结果显示,在给定光伏阵列设计半径和传输距离时,缩放因子存在最优值,光伏阵列设计半径对远距离传能效率有较大影响,随着传能距离的增加,截断效率下降成为主导因素。 展开更多

关键词 激光束传输 激光电力传输 光束扩束准直 转化效率

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多通道逆合成孔径激光雷达成像探测技术和实验研究 被引量：6

9

作者 李道京 周凯 +6 位作者 崔岸婧 乔明 吴淑梅 王烨菲 姚园 吴疆 高敬涵 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第18期333-344,共12页

合成孔径激光雷达是实现计算成像的一种重要途径。首先,介绍了多通道逆合成孔径激光雷达(ISAL)样机、成像探测实验及信号处理方法。然后,阐述了样机系统组成和关键技术解决途径。接着,利用基于一发多收脉冲体制和全光纤光路的相干激光... 合成孔径激光雷达是实现计算成像的一种重要途径。首先,介绍了多通道逆合成孔径激光雷达(ISAL)样机、成像探测实验及信号处理方法。然后,阐述了样机系统组成和关键技术解决途径。接着,利用基于一发多收脉冲体制和全光纤光路的相干激光雷达样机,给出了地面运动车辆目标的成像探测实验结果。最后,在收发扩束宽视场条件下,验证了多通道ISAL的高分辨率成像能力和顺轨干涉运动补偿成像方法的有效性。 展开更多

关键词 成像系统 逆合成孔径激光雷达 相干成像 干涉处理 激光扩束 运动补偿

原文传递

一种基于Buchdahl模型的扩束系统设计

10

作者 路鸿博 褚凡忠 谢桂娟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1291-1299,共9页

本文基于Buchdahl模型的色散向量分析法设计了一款可用于激光测距的多波长复消色差激光发射镜头,其成本低廉,体积小,光束质量好且能抗高峰值功率激光损伤,设计首先通过Buchdahl色散系数方程计算得到了常用国产高强激光透镜材料的色散向... 本文基于Buchdahl模型的色散向量分析法设计了一款可用于激光测距的多波长复消色差激光发射镜头,其成本低廉,体积小,光束质量好且能抗高峰值功率激光损伤,设计首先通过Buchdahl色散系数方程计算得到了常用国产高强激光透镜材料的色散向量,然后对光学系统进行光线追迹并计算比例因子,从而进行无焦系统的Buchdahl色散向量计算,最终依据此结果指导优化,优化后的系统在0.707孔径处1064 nm与1572 nm和1550 nm的色差分别仅为2.49×10^(-6) D和4.43×10^(-6) D,1550 nm与1530 nm的色差仅为3.04×10^(-6) D,在波段范围内最大色差仅为4.43×10^(-6) D,最大移焦差仅为0.0005 D,各视场的MTF和点列图完全达到衍射极限,系统的复色差得到有效的矫正,研究结果使Buchdahl模型的色散向量分析法成功应用于工程设计中的无焦光学系统,为无焦光学系统设计提供了一种新思路。 展开更多

关键词 Buchdahl模型 色散向量 激光扩束系统 光学设计 无焦光学系统

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高斯束展开法的注记:指向性和辐射阻抗的简化计算 被引量：5

11

作者 章力军 丁德胜 《电子器件》 CAS 北大核心 2013年第6期789-792,共4页

进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中的圆形函数的高斯函数展开作为已知的结果,通过简单的数学变换,将贝塞尔函数和一阶Struve函数等特殊函数表示成高斯函数或其他简单函数的叠加。利用这一方法,计算了声学中一类活塞型声源的指向... 进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中的圆形函数的高斯函数展开作为已知的结果,通过简单的数学变换,将贝塞尔函数和一阶Struve函数等特殊函数表示成高斯函数或其他简单函数的叠加。利用这一方法,计算了声学中一类活塞型声源的指向性函数以及均匀活塞的辐射阻抗函数。与特殊函数的直接计算结果相比,这种方法给出了相当一致的结果。 展开更多

关键词 指向性 辐射阻抗 高斯束展开

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衍射光学系统激光雷达接收波束展宽及作用距离分析 被引量：1

12

作者 高敬涵 李道京 +7 位作者 周凯 崔岸婧 吴疆 王烨菲 刘凯 谭淞年 高阳 姚园 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期149-158,共10页

对基于衍射光学系统的激光雷达的波束展宽方法和作用距离进行了分析,介绍了实验样机的研制情况。根据实际激光雷达的成像特点并结合宽幅成像的需求,提出了离焦扩束、加柱面镜扩束以及基于衍射镜的波长变化扩束3种接收波束展宽方法,进行... 对基于衍射光学系统的激光雷达的波束展宽方法和作用距离进行了分析,介绍了实验样机的研制情况。根据实际激光雷达的成像特点并结合宽幅成像的需求,提出了离焦扩束、加柱面镜扩束以及基于衍射镜的波长变化扩束3种接收波束展宽方法,进行了仿真计算并给出了实验样机的部分测试结果。给出了扩束情况下激光雷达的作用距离表达式,同时讨论了模数转换(AD)采样量化对接收信号采样的影响,明确了接收扩束产生的增益下降可由电子学放大器来弥补的观点,并结合实际数据给出了验证结果和分析结果。 展开更多

关键词 遥感 激光雷达 衍射光学系统 激光扩束 宽视场接收 雷达方程

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鳊鱼洲长江大桥钢轨伸缩调节器及上承式梁端伸缩装置铺设施工工艺研究 被引量：1

13

作者 陈本见 《石家庄铁路职业技术学院学报》 2023年第2期1-5,共5页

通过研究安九高铁鳊鱼洲长江大桥钢轨伸缩调节器及上承式梁端伸缩一体化装置的铺设工艺,在工期极其紧张的工况下,采用过渡扣件高效快捷地铺设钢轨伸缩调节器,解决了先行铺设钢轨伸缩调节器在应力放散时需插入短轨和高精度产品成品保护... 通过研究安九高铁鳊鱼洲长江大桥钢轨伸缩调节器及上承式梁端伸缩一体化装置的铺设工艺,在工期极其紧张的工况下,采用过渡扣件高效快捷地铺设钢轨伸缩调节器,解决了先行铺设钢轨伸缩调节器在应力放散时需插入短轨和高精度产品成品保护困难的难题,为我国伸缩调节器及上承式梁端伸缩一体化装置铺设提供参考。 展开更多

关键词 钢轨伸缩调节器 上承式梁端伸缩装置 过渡扣件 施工工艺

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高斯束展开法的注记之四:聚焦贝塞尔声束

14

作者 高钰辰 丁德胜 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第4期1163-1168,共6页

进一步给出高斯束展开法的推广。采用这一方法,计算了具有不同瓣数聚焦贝塞尔束的声场分布。结果表明:在某些情况下,聚焦贝塞尔声场中会出现两个焦点,而通常的聚焦声场一般只有一个焦点。

关键词 聚焦贝塞尔声束 菲涅尔场积分 高斯束展开 声场分布

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激光武器双波束非相干合成传输特性研究 被引量：2

15

作者 曹秋生 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2018年第2期140-148,共9页

依据激光光束理论和典型参数,利用数学软件Mathcad14,研究激光武器共轴和离轴扩束体制下全光路和拼接合成四种组合的双波束非相干合成光束传输特性。结果表明,采用卡塞格伦望远镜系统实现激光扩束和聚焦发射,系统几何光学倍率越大最大... 依据激光光束理论和典型参数,利用数学软件Mathcad14,研究激光武器共轴和离轴扩束体制下全光路和拼接合成四种组合的双波束非相干合成光束传输特性。结果表明,采用卡塞格伦望远镜系统实现激光扩束和聚焦发射,系统几何光学倍率越大最大聚焦距离越远,但一般难以实现无穷远聚焦,且根据聚焦距离与相应束腰大小和远场发散角的变化关系可定义"光束准直"和"功率聚焦"两种调焦模式;全光路合成可有效提高到靶功率密度,而拼接合成虽可提高到靶总功率,但要提高到靶功率密度,需要所有光束均能独立控制出射方向,并能跟随目标距离变化,以便重叠聚焦在目标上;离轴扩束-全光路合成方式可实现紧凑的系统设计,减少光束遮挡,但需要考虑离轴入射所带来的子午面和弧矢面上的焦距差异对光束传输和聚焦特性的影响。 展开更多

关键词 非相干合成 全光路合成 拼接合成 共轴扩束 离轴扩束 聚焦发射

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高斯束展开法的注记之二:简单支撑矩形换能器声场 被引量：2

16

作者 鲍冬禺 丁德胜 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第2期278-282,共5页

进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中的圆形函数的高斯函数展开作为已知的结果,通过傅里叶或贝塞尔变换,余弦函数也可表示成高斯函数的叠加。因而菲涅尔场积分可以简化成一系列简单的代数函数的求和。利用这一方法,计算了简单支撑... 进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中的圆形函数的高斯函数展开作为已知的结果,通过傅里叶或贝塞尔变换,余弦函数也可表示成高斯函数的叠加。因而菲涅尔场积分可以简化成一系列简单的代数函数的求和。利用这一方法,计算了简单支撑矩形活塞换能器声场分布。与解析解的数值结果相比,结果相当一致。 展开更多

关键词 菲涅尔场积分 高斯束展开 矩形超声换能器 声场分布 简单支撑

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高斯束展开法的注记之三:辐射阻抗的简化计算 被引量：2

17

作者 袁迎春 丁德胜 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第6期1282-1286,共5页

进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中圆形函数的高斯函数展开作为已知结果,通过简单的数学变换,将贝塞尔函数和n阶Struve函数等特殊函数表示成高斯函数或其他简单函数的叠加。利用这一方法,计算了声学中一类活塞型声源的归一化辐射... 进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中圆形函数的高斯函数展开作为已知结果,通过简单的数学变换,将贝塞尔函数和n阶Struve函数等特殊函数表示成高斯函数或其他简单函数的叠加。利用这一方法,计算了声学中一类活塞型声源的归一化辐射阻抗函数。与特殊函数的直接计算结果相比,这种方法给出了相当一致的结果。 展开更多

关键词 辐射阻抗 高斯束展开 斯特鲁夫函数 贝塞尔函数

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A New Method of Aperture Analysis Based on Gaussian Beam Expansion

18

作者 Zhou Haijing & Ruan Yingzheng(University of Electronic Science and Technology, Chengdu 610054, P. R. China) 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1997年第2期7-18,共12页

Gaussian beam expansion based on the aperture field distribution is studied systematically in this paper. The beam series representation for a radiated field and its asymptotic form are derived and applied to aperture... Gaussian beam expansion based on the aperture field distribution is studied systematically in this paper. The beam series representation for a radiated field and its asymptotic form are derived and applied to aperture analysis. Numerical results indicate that this method is able to analyze the radiated field accurately in all zones. 展开更多

关键词 ANTENNA Gaussian beam expansion Aperture analysis.

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基于八极磁铁的束流均匀化设计方法

19

作者 杨新宇 郭刚 彭朝华 《现代应用物理》 2022年第3期64-69,124,共7页

随着单粒子效应研究的深入,地面模拟实验对大面积均匀束斑的需求也在逐渐增加。基于八极磁铁束流均匀化的原理,提出了单八极磁铁均匀化、集中均匀化和交替均匀化3种不同的束流均匀化设计方案,采用Transport和Turtle程序分别计算了3种设... 随着单粒子效应研究的深入,地面模拟实验对大面积均匀束斑的需求也在逐渐增加。基于八极磁铁束流均匀化的原理,提出了单八极磁铁均匀化、集中均匀化和交替均匀化3种不同的束流均匀化设计方案,采用Transport和Turtle程序分别计算了3种设计方案的束流线参数及均匀化效果。理论分析和模拟计算的结果均表明,交替均匀化方案,即四极磁铁和八极磁铁相间排列,用2个四极磁铁使束流在x和y方向分别成腰,2个八极磁铁放置在束流成腰位置时均匀化效果最好,理想状况下,束流利用率可达到65%。 展开更多

关键词 单粒子效应 八极磁铁 束流均匀化方法 均匀性

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离轴格里高利系统中失调对远场时空特性影响 被引量：1

20

作者 胡必龙 李伟 +7 位作者 王逍 左言磊 母杰 王晓东 吴朝辉 李钊历 曾小明 粟敬钦 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第21期200-205,共6页

扩束是超高峰值功率激光装置中必不可少的一环,由离轴抛物面镜组成的反射式扩束系统可解决传统透射式扩束带来的色散、色差及激光脉冲前沿畸变等问题。利用光线追迹法和惠更斯-菲涅耳原理对反射式扩束和聚焦过程进行分析,计算了在反射... 扩束是超高峰值功率激光装置中必不可少的一环,由离轴抛物面镜组成的反射式扩束系统可解决传统透射式扩束带来的色散、色差及激光脉冲前沿畸变等问题。利用光线追迹法和惠更斯-菲涅耳原理对反射式扩束和聚焦过程进行分析,计算了在反射式扩束系统参数不同时,离轴抛物面镜失调对激光脉冲远场时空特性的影响,给出了激光脉冲斯特列尔比和峰值强度的误差允许范围。 展开更多

关键词 物理光学 几何光学设计 激光扩束 离轴抛物面镜 光线追迹 矢量衍射 超快激光脉冲 时空特性

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