激光与红外

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• 激光告警设备技术与应用分析

  杨慧宇，何衡湘，王永俊，王珂，龚静

  激光告警设备作为现代军事防御体系中的关键组成部分，其技术发展对战场光电对抗具有重要意义。为系统分析激光告警设备的技术特点与发展趋势，对主动探测型、光谱识别型、相干探测型、散射探测型及光栅衍射型等主流激光告警技术的工作原理进行剖析，并对比其性能参数与应用场景。研究表明，不同技术体制各具优势，光谱识别型结构简单但虚警率高，成像型定位精度高，相干探测与光栅衍射型可识别波长信息；多元相关探测、光纤延时、深度学习算法等新技术可优化灵敏度、探测精度及实时性。未来激光告警设备主要朝着现有体制优化、多体制融合、跨体制协同发展三个方面发展，以满足复杂战场环境下高效威胁监测的需求。

• 高重频、高能量激光系统中SBS PCM研究进展

  温语，张新杰，房颖，刘晓萌，韩群，李福祯，王雨雷，，吕志伟，，刘照虹，

  受激布里渊散射相位共轭镜(SBS PCM)凭借其优异的波前畸变自适应校正能力，已成为高重复频率、高脉冲能量激光系统中改善光束质量、抑制热畸变的关键技术。本文系统梳理了SBS PCM在高功率，大能量激光系统中的研究进展，重点讨论了单池、紧凑双池、独立双池等结构的性能差异与优化策略，分析了气体、液体、固体等多种SBS介质的增益特性、热管理能力及应用局限。此外，文中还总结了近年来针对高重频、大能量激光系统中SBS PCM反射率、相位共轭保真度和能量负载能力提升的代表性研究成果。未来，通过多介质耦合、结构优化与非线性调控手段进一步提升SBS PCM的整体性能，推动高功率激光系统向千赫兹重复频率和焦耳级脉冲能量方向发展。

• 热球差对端泵激光器输出模式的动态调控研究

  冯驰，苗馨卉，单肖宁，于琪瑶

  热效应引起的热透镜焦距和热球差会影响激光谐振腔的动力稳定区的分布。当多模式同时振荡时，各模式的动力稳定区分布受热球差的动态影响，出现重叠和分离的现象，这对与基模和其他模式的光输出具有一定的意义。在本文中，数值模拟了热球差随泵浦功率的动态变化和前三阶模式的动力稳定区分布，理论上确定了基模输出光的有效工作点。搭建了LD端面泵浦Nd∶YVO4激光器的波前信息测量实验，测得了非对称平平腔的热球差、光束质量和输出功率，实验结果与理论模拟相一致。

• 2kW光纤激光器用直冷系统性能分析

  崔江硕，桂庆文，刘日铖，何有为，陈勇

  本文针对高功率光纤激光器热管理需求，提出并分析了一种2 kW光纤激光器用相变直冷系统的动态性能。系统采用R134a制冷剂，通过AMEsim软件进行系统各个部件的建模与仿真，尤其是对直冷板做了精细化建模。结合实验验证，研究了设计工况下冷板温度变化规律。结果表明，该系统能有效控制热负荷，使冷板区域温度在243℃至265℃间稳定波动，仿真与实验温度最大偏差仅06℃，验证了动态性能分析方法的准确性。此外，对系统多个非设计工况下的性能开展了仿真分析，获得了冷板的温度变化规律。本文所建立的动态性能分析方法可为直冷系统控制器的设计提供快速分析工具，可降低对实验的依赖、缩短控制器的设计时间和难度。

• 声波扰动下动态气海界面光的传输特性

  王明军，，，李思雨，张佳琳

  利用粗糙面散射及声学原理，考虑由声波和海面风速扰动引起的海面起伏以及光波在气海界面的传输，建立了声波扰动下动态气海界面光传输的特征模型，仿真了不同频率和声压时声波扰动下气海界面传输特征，数值分析了垂直入射和斜入射下声波扰动动态气海界面散射场空间分布。研究结果表明：在斜入射情况下，各级衍射条纹不再对称分布在镜面反射两侧。随着入射波长的增加，衍射现象减弱；垂直入射且声压、风速均为零下，散射光强度主要集中在镜面反射方向且无衍射现象；随着声压增大，衍射条纹现象逐渐明显，衍射级数增加，且各级次衍射光对称地分布在零级衍射光两侧；随着风速增加，风速的随机性扰动大于声波的周期性扰动，衍射现象逐渐减弱。本文研究通过声扰动光的传输，揭示了气海跨介质光传输过程中的新机理。

• 线激光在线检测热电池粉料平面度方法

  夏笛豪轩，，袁学庆，刘军，席小练

  针对热电池制造过程中人工检测模具内粉料平面度存在的效率低、精度不足等问题，本项目提出了一种基于线激光扫描与旋转运动平台的在线检测方法，实现热电池自动化生产过程中对粉体材料表面平面度的高效精准检测。该方法首先通过线激光轮廓仪获取模具内表面粉料的二维轮廓数据，并基于数据预处理算法筛选出粉料特征轮廓，剔除模具结构等非目标干扰；随后将多角度扫描获得的二维轮廓数据融合重构为高密度三维点云，并通过计算模具表面法向量结合倾斜补偿算法消除定位偏差导致的几何畸变；最终采用最小二乘法对三维点云进行最优平面拟合，通过计算各数据点到拟合平面的距离量化平面度。实验结果表明，该方法检测精度高、结果可靠，有效验证了线激光检测技术在热电池粉末成型工艺中的适用性，可满足热电池制造自动化检测环境的需求。

• 地空激光传能系统中光斑中心检测算法研究

  樊天仰，贺云涛，陈远林，刘世豪

  为提升地空激光传能系统的跟瞄精度，开展光斑能量中心检测算法优化研究。考虑无人机姿态变化对光斑图像的影响建立了室内光斑数据集，基于YOLOv9实现了对光斑目标较高精度的检测。针对特殊光斑图像及原椭圆拟合算法中心定位问题，基于椭圆拟合法提出了一种改进光斑中心定位算法，提高了光斑能量中心定位的精度。建立空-地数传系统并开展实飞试验，试验结果表明算法对实飞数据集处理效果较好且检测精度较高，验证了算法在地空激光传能系统中应用的可行性。

• 非接触式林木胸径和距离测量方法研究

  赵博昕，，段存丽，孙思怡

  本文提出了一种复杂地形林木胸径和距离非接触式测量方法，以实现实时、高效率、自动化林木胸径检测。本检测方法采用激光扩束准直后，通过分束镜和反射镜形成的分束系统，再通过柱面镜形成平行的两束中心距固定的线激光作为测径检测系统的激光标尺，检测时利用激光标尺对林木树干进行标记。接收端采用与激光标尺匹配的CCD相机及镜头获取被激光标记的林木图像信息，利用Matlab编程对采集的图像进行预处理，基于林木胸径解算模型，实时、自动提取视场内多株林木的直径信息以及林木距检测点距离信息。在室外晴天树荫下进行多株林木的测量，实验结果表明，本测量方法的测量结果误差小于156，林木距离的测量结果误差小于237，均达到了林业测量中林木直径的精度要求。

• 适应于长管道多内径内壁缺陷测量技术

  兰荣祯，孟祥翔，闫莫寒，刘宜彪，张兰宝

  针对当前结构光法管道内壁缺陷检测设备无法满足高压柔性软管多种长管径测量的需求，研制了一种基于圆锥结构光的可调焦长管道内壁缺陷测量系统。根据长管道多内径测量对相机和圆结构光参数的影响，确定了双相机和激光器同侧非共轴放置的结构形式。为使圆锥结构光在不同长管径测量时均具有最细光斑宽度，对该激光器在有限距离处聚焦的高斯光路进行了分析，设计了可轴向移动准直透镜的调焦传动结构。结合相机调焦，对圆锥结构光划分为多个空间区域进行单独标定拟合。对管径为64mm、130mm的长管道，测试多个标准缺陷，该可调焦管道内壁长距离缺陷测量系统的平均测量误差分别小于02mm和05mm。结果表明：该管道内壁缺陷测量系统可以满足多种长管径的测量需求。

• 某型双谱段碲镉汞红外探测器筛选方法改进

  阴元晴，王晓龙，刘博文，于小兵，陈彦冠

  为解决某型双谱段碲镉汞红外探测器筛选测试条件与实际应用条件存在差异导致的验证测试阶段淘汰率高问题，本论文开展该型探测器筛选测试方法改进研究，分析了工作温度差异、波长范围差异对过热像元率、平均响应率等关键性能指标的影响，并对低温黑体法、抽气法两种改进方案进行了实验。结果表明，对于长波、甚长波两个谱段，分别应用基于低温黑体法、抽气法的筛选方法能显著改善过热像元检出率、降低平均响应率误差，可以为相关研究提供借鉴。