留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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(中英文), 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(中英文), 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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
  • [1] 刘志春, 孙玉铭, 苏震, 等.国外激光干扰技术的发展[J].舰船电子工程, 2009, 29(7):21-24. doi: 10.3969/j.issn.1627-9730.2009.07.006

    LIU ZH CH, SUN Y M, SU ZH, et al.. Development of the foreign laser interference technology[J]. Ship Electronic Engineering, 2009, 29(7):21-24.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1627-9730.2009.07.006
    [2] 朱孟真, 程勇, 谭朝勇, 等.国外空间激光的发展现状[J].红外与激光工程, 2012, 41(12):3241-3248. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2012.12.020

    ZHU M ZH, CHENG Y, TAN CH Y, et al.. Development of foreign spaceborne laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(12):3241-3248.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2012.12.020
    [3] 汤伟, 郭劲, 邵俊峰, 等.激光重频对脉冲非稳腔TEA CO2激光远场传输特性的影响分析[J].红外与激光工程, 2013, 42(9):2380-2385. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.09.015

    TANG W, GUO J, SHAO J F, et al.. Analysis of far-field characteristics with repetition frequency of TEA CO2laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9):2380-2385.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.09.015
    [4] 解晓辉, 廖清君, 杨勇斌, 等.HgCdTe甚长波红外光伏器件的光电性能[J].红外与激光工程, 2013, 42(5):1141-1145. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.05.006

    XIE X H, LIAO Q J, YANG Y B, et al.. Electro-optical characteristics of HgCdTe very long wavelength infrared photovoltaic detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5):1141-1145.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.05.006
    [5] 王思雯, 郭立红, 赵帅, 等.高功率CO2激光对远场HgCdTe探测器的干扰实验[J].光学精密工程, 2010, 18(4):798-804. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gxjmgc201004005

    WANG S W, GUO L H, ZHAO SH, et al.. Experiments of high-power CO2 laser disturbance to far-field HgCdTe detectors[J]. Opt. Precision Eng., 2010, 18(4):798-804.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gxjmgc201004005
    [6] 王挺峰, 汤伟, 邵俊峰, 等.高重复频率CO2激光重复频率大小对HgCdTe晶体温升及损伤特性影响分析[J].中国激光, 2015, 42(2):0206006. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JJZZ201502031.htm

    WANG T F, TANG W, SHAO J F, et al.. Analysis of temperature and damage characteristics of HgCdTe crystal on repetition frequency of CO2 laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(2):0206006.(in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JJZZ201502031.htm
    [7] 汤伟, 邵俊峰, 赵帅, 等.高重频CO2激光对Hg0.826Cd0.174Te晶体的损伤[J].红外与激光工程, 2013, 42(10):2663-2668. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.10.013

    TANG W, SHAO J F, ZHAO SH, et al.. Hg0.826Cd0.174Te crystal damaged by high repetition frequency CO2 laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(10):2663-2668.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.10.013
    [8] 汤伟, 吉桐伯, 郭劲, 等.高重频CO2激光损伤HgCdTe晶体的数值分析[J].中国光学, 2013, 6(5):736-742. http://www.chineseoptics.net.cn/CN/abstract/abstract9058.shtml

    TANG W, JI T B, GUO J, et al.. Numerical analysis of HgCdTe crystal damaged by high repetition frequency CO2 laser[J]. Chinese Optics, 2013, 6(5):736-742.(in Chinese) http://www.chineseoptics.net.cn/CN/abstract/abstract9058.shtml
    [9] 徐向晏, 陆卫, 陈效双, 等.光伏型长波HgCdTe红外探测器的数值模拟研究[J].红外与毫米波学报, 2006, 25(4):251-256. doi: 10.3321/j.issn:1001-9014.2006.04.003

    XU X Y, LU W, CHEN X SH, et al.. Numerical simulation of long wavelength photovoltaic HgCdTe photodiodes[J]. Infrared Millim Waves, 2006, 25(4):251-256.(in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-9014.2006.04.003
    [10] 王玺, 卞进田, 李华, 等.重频脉冲CO2激光损伤K9玻璃的实验[J].红外与激光工程, 2013, 42(5):1204-1207. doi: 10.3969/j.issn.1007-2276.2013.05.018

    (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
  • 加载中
图(6) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  2635
  • HTML全文浏览量:  853
  • PDF下载量:  272
  • 被引次数: 0
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

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要通知

    2024年2月16日科睿唯安通过Blog宣布,2024年将要发布的JCR2023中,229个自然科学和社会科学学科将SCI/SSCI和ESCI期刊一起进行排名!《中国光学(中英文)》作为ESCI期刊将与全球SCI期刊共同排名!