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高重频CO2激光干扰技术研究

陈健 高慧斌

陈健, 高慧斌. 高重频CO2激光干扰技术研究[J]. 中国光学, 2018, 11(6): 983-990. doi: 10.3788/CO.20181106.0983
引用本文: 陈健, 高慧斌. 高重频CO2激光干扰技术研究[J]. 中国光学, 2018, 11(6): 983-990. doi: 10.3788/CO.20181106.0983
CHEN Jian, GAO Hui-bin. Research on the interference technology of high repetition frequency CO2 laser[J]. Chinese Optics, 2018, 11(6): 983-990. doi: 10.3788/CO.20181106.0983
Citation: CHEN Jian, GAO Hui-bin. Research on the interference technology of high repetition frequency CO2 laser[J]. Chinese Optics, 2018, 11(6): 983-990. doi: 10.3788/CO.20181106.0983

高重频CO2激光干扰技术研究

doi: 10.3788/CO.20181106.0983
基金项目: 

中国科学院国防科技创新基金项目 CXJJ-17-M132

详细信息
    作者简介:

    陈健(1981-), 吉林长春人, 博士, 助理研究员, 2005年、2007年于吉林大学分别获得学士、硕士学位, 2014年于中国科学院大学获得博士学位, 主要从事高精度快速数字伺服系统方面的研究。E-mail:chenjian4500@163.com

    高慧斌(1963-), 研究员, 1985年、1990年于吉林工业大学分别获得学士、硕士学位, 主要从事光电测量和精密跟踪控制技术方面的研究。E-mail:gaohuibin1@163.com

  • 中图分类号: TP751.1

Research on the interference technology of high repetition frequency CO2 laser

Funds: 

National Defense Science and Technology Innovation Fund of Chinese Academy of Sciences CXJJ-17-M132

More Information
  • 摘要: 本文针对高重频CO2激光干扰技术展开分析和研究。首先,概述了激光对抗武器的概念、分类和特点,以及激光对抗武器的干扰与破坏的主要目标对象。其次,分析了红外探测器激光干扰损伤效果的检测方法。再次,分析了光学元件激光变形损伤效果的检测方法以及光学薄膜的激光损伤检测方法。按照上述检测方法进行实验,分别对红外单元探测器、光学元件、光学薄膜和其他材料的激光损伤阈值实验数据进行分析与讨论。最后,总结了全文并且展望了激光干扰技术的发展。
  • 图  1  红外探测器与红外热成像系统进行激光损伤阈值检测的原理示意图

    Figure  1.  Schematic of laser damage threshold detection of infrared detector and infrared thermal imager

    图  2  光学镜片形变自动检测系统

    Figure  2.  Schematic of auto detection system of optical lens deformation

    图  3  光学镜片形变自动检测原理示意图

    Figure  3.  Schematic of auto detection principle of optical lens deformation

    图  4  激光损伤实验示意图

    Figure  4.  Flow chart of laser damage experiment

    图  5  4种红外探测器的激光破坏阈值比较(10.6 μm)

    Figure  5.  Comparison of laser damage thresholds of four infrared detectors(10.6 μm)

    图  6  红外探测器受干扰前后输出信号波形

    Figure  6.  Output signal wave shapes of infrared detector before and after interference

    表  1  不同对象的激光损伤阈值数据

    Table  1.   Data of laser damage thresholds for different objects

    类型受试对象
    名称
    激光与光路参数受试对象
    参数
    损伤阈值(W/ cm2)说明
    λFτ照射时
    间/s
    会聚光斑
    直径/mm
    干扰破坏其它




    HgCdTe(PC)
    10.6 μm
    0.75~41~1.4D*:5.3×109~
    8.9×1010
    17~22174~221
    HgCdTe(PV)300 Hz
    0.2 ms
    11.4D*:(2.8~
    4.8)×109
    0.64~0.656.5
    InSb2.4~2.91.2~1.4D*:(2.7~
    6.5)×109
    20~25200~245
    热释电器件0.75~4.8D*:(1.8~
    2)×108
    1.313




    HR-2
    红外热像仪


    10.6μm
    4~50.2D*:2.2×10100.04严重
    干扰
    ≥300
    ~900
    干扰阈值:
    出现麻点;
    严重干扰:
    出现饱和
    和亮线



    光学透镜300 Hz
    0.2 ms
    4~511~28直径:
    15~50 mm
    厚度:
    2.39 mm;
    直径: 48 mm
    厚度:2.3 mm
    12~32变形
    91~113
    照射2~5
    次碎裂,
    形变量
    0.3~
    0.4 mm
    氟化钡4.5~4.82厚度3 mm31出裂纹
    氟化镁3~4.72Φ 20×1.6 mm11~14.8打成三块

    光学薄膜
    ZnS-A9-ZnSe
    10.6 μm
    300 Hz
    0.2 ms
    51.6200


    玻璃钢
    铝镁合金
    10.6 μm
    300 Hz
    0.2 ms
    4~5
    4~5
    2.2~3.5
    1~2
    烧蚀
    8~12
    烧出炕
    无法破坏
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    表  2  几种激光器损伤阈值比较

    Table  2.   Comparison of damage thresholds for different type of lasers

    参数重频(300 Hz)CO2激光单脉冲CO2激光连续CO2激光
    HgCdTe(PC)/(W·cm-2)(1~2)×1028×107≥103
    照射时间/μs75~41≥106
    脉冲宽度/μs0.21
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    表  3  CO2激光破坏导弹导引头材料实验数据

    Table  3.   Experimental data of missile seeker materials destroyed by CO2 laser

    材料厚度/mm作用激光功率/W作用面积/cm2功率密度/(W·cm-2)作用时间/s作用效果备注
    K824904.901002.8炸裂远场破坏
    K835624.90114.73炸裂远场破坏
    K955704.90116.35炸裂远场破坏
    MgF235054.90103.32炸裂远场破坏
    MgF237302.382110.428炸裂远场破坏
    MgF261 4743.04380.224炸裂近场破坏
    K949052.63344.10.896炸裂近场破坏
    K961 4633.055560.768炸裂近场破坏
    玻璃钢32 1003.57588.23炸裂头罩实物
    玻璃钢33 0002炸裂头罩实物
    下载: 导出CSV
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    (in Chinese) WANG X, BIAN J T, LI H, et al.. Experiment on damage in K9 glass due to repetition rate pulsed CO2 laser radiation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5):1204-1207.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.05.018
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-11
  • 修回日期:  2017-11-13
  • 刊出日期:  2018-12-01

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