1.06μm激光大气透过特性的数值计算研究

利用Modtran大气辐射传输模型,分析大气环境对1.06μm激光透过特性的影响,包括大气分子,气溶胶,雾,降雨,水平能见度以及不同的探测路径对1.06μm激光透过特性的影响。研究表明,1.06μm激光在大气传输中大气分子吸收效果非常小,基本可忽略不计;气溶胶对其的影响则较大,且透过率随着能见度的降低而减小;雾和降雨对激光的衰减作用非常明显,在大雾或者中雨大雨的条件下,激光的透过率非常小,基本很难通过。这些结论对于1.06μm激光制导武器的论证、研制、仿真和作战具有积极的意义。

1.06μm InGaAs/InGaAsP量子阱半导体激光器的温度特性

研究了1.06μm InGaAs/InGaAsP量子阱半导体激光器厘米bar模块的温度特性,测试分析了该模块的输出光功率、阈值电流、转换效率和光谱随注入电流及管芯温度变化的特性。结果表明,器件在15～55℃范围内所测的输出光功率由40.7 W降低到29.4 W,阈值电流由9.29 A升高到17.24 A,转换效率由54.22%降低到37.55%,光谱漂移为0.37 nm/℃,特征温度为68.6 K。实验结果表明,为保持器件性能的稳定,在实际应用过程中应该使器件的温度控制在15～25℃范围内。

常见自然地物对1.06μm激光反射特性研究

地物光谱反射特性通常采用直观的反射光谱曲线来研究,基于此通过分析双向反射比系数随激光反射角度的变化规律来研究常见自然地物对1.06μm激光的反射特性,直观且便于外场数据采集。通过外场试验测得了10余种常见自然地物的双向反射比系数,并按照激光反射能力对其进行了排序。研究表明,杂草、风化岩石、龙眼树、灌木丛等自然目标对1.06μm激光的反射能力较强。

低暗计数率InGaAsP/InP单光子雪崩二极管

通过对InGaAsP/InP单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析,采用比通常的InxGa As(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y(x=0.78,y=0.47)材料作为光吸收层,并且精确控制InP倍增层的雪崩长度,有效地降低了SPAD的暗计数率。其中InGaAsP材料与In P材料晶格匹配良好,可在In P衬底上外延生长高质量的InGaAsP/InP异质结,InGaAsP材料的带隙为Eg=1.03 e V,截止波长为1.2μm,可满足1.06μm单光子探测需要。同时,通过设计并研制出1.06μm InGaAsP/InP SPAD,对其特性参数进行测试,结果表明,当工作温度为270 K时,探测效率20%下的暗计数率约20 k Hz。因此基于时间相关单光子计数技术的该器件可在主动淬灭模式下用于随机到达的光子探测。

LD抽运Nd∶Gd_(1-x)Y_xVO_4连续波激光器的实验研究

报道了一种半导体二极管 (LD)抽运Nd∶Gd1-xYxVO4 晶体 ,采用简单、结构紧凑的平 平腔设计 ,实现了 1.0 6 μm连续波激光输出 ,在 8W的注入功率下 ,获得 3.2 5W的 1.0 6 μm连续波激光输出 ,光 光转换效率为 4 1% ,斜效率为 4 5 % KTP腔内倍频实现了稳定的连续波 5 32nm绿光激光运转 ,当注入功率为 8W时 ,单向获得了 6 2

激光辐照下锗材料热形变的实验研究

红外光学系统的镜片组件在环境温度较高时会发生热形变,特别是在局部温度过高时,镜片的面形、厚度的变化会对成像质量有着不可忽视的影响。为了研究红外光学镜片的热形变,利用波长为1.06μm准连续激光辐照锗单晶平片,实时监测锗材料在不同辐照时间下的形变及对成像质量的影响。所得实验数据可为镜片热形变的理论分析提供参考。

气溶胶粒子特性对激光衰减系数的影响

1.06μm激光通常依赖经验数据或典型气溶胶模式计算大气消光系数,无法将理论计算与实际的气溶胶情况相结合,其精度无法满足激光武器的要求。本文通过在绥中地区多种天气下进行的1.06μm激光大气衰减实验,验证了依据气溶胶大气模型数据计算得到的消光系数与真实数据存在较大误差,即典型气溶胶模式与绥中地区实际气溶胶情况不一致。根据实验数据分析了绥中地区气溶胶粒子数密度与能见度之间的函数关系,为激光大气传输特性的工程计算提供了一种简洁、精确计算的方法。

激光大气传输特性仿真及对激光测距的影响

为了研究1.54μm与1.06μm两种激光的大气传输特性以及对脉冲激光测距机的影响,利用Modtran大气辐射传输软件进行仿真计算,得到了1.54μm与1.06μm激光在大气分子、气溶胶和雾中的大气透射率;并且通过激光测距原理得到了脉冲激光测距机最大测程与激光大气透射率的关系。研究结果表明:大气分子对1.54μm与1.06μm激光的衰减基本可以忽略不计;气溶胶对1.06μm激光的衰减要强于1.54μm激光,湿度是影响两种激光透射率差异的关键因素;两种激光在雾天的透射率基本一致,都非常低。能见度的降低会严重影响脉冲激光测距机的最大测程。由于1.54μm激光较1.06μm激光有更高的大气透射率,因此利用1.54μm激光的脉冲激光测距机在最大测程方面更具优势。