探测器阵列靶研制及标定技术研究

发布时间：2022-10-11 17:47

　　测量激光远场到靶光斑的光强时空分布,进而获得激光到靶参数,对研究激光大气传输特性及评估激光发射系统的性能具有重要意义。探测器阵列法是测量激光远场光斑分布的常用方法。本文以某项目中近红外和中红外两款阵列靶的研制为基础,对阵列靶研制过程的技术难点及实现方式,标定平台及标定技术,性能测试及分析等进行了深入研究。主要研究内容及成果如下:1.结合大气光学参数,通过数值模拟仿真的方式,分析了大气传输中消光、湍流和热晕对到靶参数的影响;给出了采用阵列法测量激光光斑时空分布,进而计算光斑总功率、峰值功率、光斑尺寸、质心位置、质心抖动、跟瞄精度、光束质量等到靶参数的方法。2.以某项目指标需求为研制依据,分析了技术指标,给出了近红外阵列靶与中红外阵列靶的总体技术方案及技术难点。围绕技术难点,阐述了阵列靶的机械、电路、光学等各组成部分的具体设计及实现。在机械与电路的结构布局上,采用模块化的方式解决了靶面尺寸大,通道数多,结构复杂的难点,并给出了具体设计及仿真验证结果。在电路系统中,解决了重频与连续模式兼容测量、高速脉冲信号捕获采集、多通道高帧频数据传输等技术难点。通过对不同型号,不同编号的探测器做性能对比测... 

【文章页数】：158 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究方法及现状
        1.2.1 感光法
        1.2.2 烧蚀法
        1.2.3 扫描法
        1.2.4 相机成像法
        1.2.5 阵列探测法
    1.3 论文研究内容
第二章 激光到靶参数及计算方法研究
    2.1 大气对到靶参数的影响
        2.1.1 大气消光对光传播的影响
        2.1.2 大气湍流/热晕对光传播的影响
    2.2 激光光强时空分布测量
        2.2.1 测量原理及组成
        2.2.2 数据处理方法
    2.3 激光到靶参数的计算方法
        2.3.1 常规参数
        2.3.2 质心相关参数
        2.3.3 光束质量相关参数
    2.4 本章小结
第三章 探测器阵列靶的研制
    3.1 技术指标
    3.2 总体方案设计
        3.2.1 工作原理及组成
        3.2.2 技术难点及实现
    3.3 机械设计与布局
        3.3.1 机械结构布局
        3.3.2 机械结构受力分析
    3.4 探测器模块电路系统
        3.4.1 测量原理
        3.4.2 电路结构设计
        3.4.3 探测器性能测试
        3.4.4 功能电路设计
        3.4.5 控制系统设计
    3.5 数据传输与控制网络设计
        3.5.1 需求分析
        3.5.2 方案设计
        3.5.3 硬件电路设计
        3.5.4 时序设计
        3.5.5 以太网接口设计
    3.6 光学衰减设计及实现
        3.6.1 衰减倍率分析计算
        3.6.2 衰减取样实现
    3.7 本章小结
第四章 标定系统设计及技术研究
    4.1 基于逐点扫描的标定技术研究
        4.1.1 单元组成及功能
        4.1.2 工作流程
        4.1.3 标定方法及数学建模
        4.1.4 系统不确定度分析
    4.2 功率密度标定技术研究
        4.2.1 原理分析
        4.2.2 标定光源
        4.2.3 相机成像法
        4.2.4 探测器扫描法
        4.2.5 小孔扫描法
        4.2.6 实验及分析
    4.3 衰减倍率标定技术研究
        4.3.1 引言
        4.3.2 原理分析
        4.3.3 标定方法及实现
        4.3.4 实验及分析
    4.4 本章小结
第五章 系统性能及测试结果分析
    5.1 系统性能分析
        5.1.1 测量范围分析
        5.1.2 测量不确定度分析
        5.1.3 通道不均匀性分析
    5.2 实验室测试结果及分析
        5.2.1 测试方法及步骤
        5.2.2 数据处理方法
        5.2.3 测试系统分析
        5.2.4 测试结果分析
    5.3 外场试验结果及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 论文的创新点
    6.3 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于逐点扫描的探测器阵列靶标定系统[J]. 谭逢富,黄志刚,张巳龙,秦来安,侯再红,高穹,刘虎.  红外与激光工程. 2020(02)
[2]激光在雨中传输的衰减特性分析及实验研究[J]. 夏云芝,邓贤君,唐潇,敖珺,马春波.  南华大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]反射变距离激光传输链路几何衰减模拟系统研究[J]. 吴从均,张新洁.  红外与激光工程. 2019(S2)
[4]基于多模光纤的高斯光束平顶化整形技术[J]. 尹娟娟,包佳祺,曾志红,俞侃.  光学技术. 2019(02)
[5]基于最小二乘法的线性与非线性拟合[J]. 莫小琴.  无线互联科技. 2019(04)
[6]二阶有源低通滤波器设计研究[J]. 陈希.  信息通信. 2018(12)
[7]红外陷阱探测器的光谱辐射定标技术[J]. 张磊,林志强.  红外与毫米波学报. 2018(05)
[8]基于AD603的程控增益放大电路设计[J]. 赵轶男,蔡荣立.  山东农业大学学报(自然科学版). 2018(01)
[9]基于球面-非球面柱透镜的圆光斑高斯光束整形[J]. 常颖,王狮凌.  激光与光电子学进展. 2018(06)
[10]基于长波红外探测器绝对光谱响应度测量的激光源[J]. 陈海东,赵坤,史学舜,刘长明,刘玉龙,刘红博.  红外与激光工程. 2017(12)

博士论文
[1]激光束远场参数高精度测量技术研究[D]. 庞淼.电子科技大学 2015
[2]脉冲半导体激光器高速三维成像激光雷达研究[D]. 胡春生.国防科学技术大学 2005

硕士论文
[1]基于光瞳滤波器的荧光辐射差分显微镜成像的研究[D]. 胡杰.南昌大学 2019
[2]基于FPGA的多通道数据采集器设计与实现[D]. 丁一.西南科技大学 2019
[3]惯导测试系统多串口高速并行传输装置的研究[D]. 夏为丙.西安工业大学 2018
[4]激光斜程传输光斑参数测量[D]. 黄志刚.中国科学技术大学 2018
[5]基于FPGA和W5500的串口数据切换系统研究与设计[D]. 高柯柯.兰州交通大学 2017
[6]基于FPGA和ARM结构的千兆以太网测试系统的设计[D]. 陈佳彬.浙江工业大学 2016
[7]高能激光光强分布检测技术研究[D]. 曾琦.电子科技大学 2012
[8]高能脉冲激光光轴漂移检测技术研究[D]. 徐书炎.电子科技大学 2012
[9]短脉冲激光探测技术研究[D]. 何初冬.电子科技大学 2009
[10]提高脉冲激光测距的测程研究[D]. 张春燕.南京理工大学 2008



本文编号：3691013