高功率VCSEL激光器光束发散角的测量方法

垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,简称VCSEL)由于其能发射出垂直于腔面光束的特性使得多个VCSEL激光器可以在同一片芯片上紧密集成,而不需要大量的空间;且VCSEL激光器使用共振腔的反射镜来增强光并放大,从而实现高效的光发射;通常情况下,VCSEL激光器的发光效率可以达到40至60之间,与传统的激光器相比,VCSEL激光器更容易实现高效率。由于VCSEL激光器的可集成性好、效率高等特点,使其广泛应用于3D感知、自动驾驶、光通信等领域。因此,VCSEL激光器的质量检测工作也显得越来越重要。随着VCSEL激光器进军高功率领域,其发光束的模式也经历了从基模变为高阶模的过程,光束已经从类高斯光束变为了类拉盖尔-高斯空心圆环光束。虽然传统的1/e^(2)、D86等算法在测量基模下的类高斯光束的发散角较为精确,但对于高阶模式下的类拉盖尔-高斯空心圆环光束,这些方法则出现了明显的误差。考虑到VCSEL激光器在自动驾驶等重要领域的广泛应用,其光束精确度的要求也随之提高。因此,本文采用了D4σ算法,针对类拉盖尔-高斯空心圆环光束进行发散角测量,与1/e^(2)、D86等传统算法进行了比较。结果显示,新方法在发散角测量准确度上最高提升了230。

激光窗口热效应对光束发散角的影响

以DF激光器CaF_2输出窗口为例计算了三种输出功率(10~3W,10~4W,10~5W)情况下,窗口材料的温升、波阵面畸变及对光束发散角的影响。计算中窗口直径为40mm,厚度为10mm,光束直径为20mm。

焦点刀口法测量巨脉冲激光的光束发散角

本文介绍了焦点刀口法测量光束发散角的原理，并且实际测出了．

星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差的最佳比值

实际星地光通信系统的发射光束为高斯型的情况下,跟瞄误差和大气闪烁是星地激光链路中的主要信道噪声源。在结合两者对系统性能影响的前提下,对星地激光通信链路进行了理论分析和模型建立。基于该模型对星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差之比的优化选择问题进行了研究。结果表明:对于上行链路,在不同误码率需求下都存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值,使得上行链路余量最大;对于下行链路,在不同误码率要求下均存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值,使得下行发射光功率的需求最小。利用最优化方法和最小二乘法拟合,得到星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差的最佳比值和系统误码率的经验公式。

光束发散角对星载激光测高仪森林回波的影响

植被树高是生物量评估和森林生态监测的重要参数,但是大区域的植被树高数据获取困难.由大光斑星载激光测高系统森林回波可反演大区域植被树高,然而大坡度山区的植被和地面回波混叠严重,难以准确提取波形参数反演植被树高.为此建立森林目标回波的解析模型,推导出从混叠回波中分离植被和地面回波的必要条件,指出导致回波混叠的因素除了目标粗糙度和坡度,还有发射脉冲的发散角.分析了地表粗糙度和地形坡度对植被冠层回波的展宽效应及其对波形分解的影响,通过比较实测GLAS波形和仿真回波波形,验证了压缩光束发散角可降低森林回波对大坡度地形的敏感性.对于卫星轨道高度在500~600 km之间时,激光测高仪光束发散角一般在40~60μrad,更有利于森林植被树高的反演.所得结论为提高大坡度山地森林树高反演精度,从星载激光测高仪的系统设计角度提供了有意义的参考.

测风激光雷达光束发散对测量精度的影响

介绍了基于Fabry Perot(F P)标准具的直接探测多普勒激光雷达的风速测量原理,讨论了接收光发散角对F P标准具测风激光雷达系统设计参数和多普勒频率测量精度的影响,并数值计算了激光多普勒雷达系统的光束发散引起的多普勒速度测量误差,结果表明:入射光束发散角小于Imrad时,相对误差随发散角的变化缓慢,在6%之内;而当大于约Imrad时,相对误差迅速增大,在2mrad时达到约40%。

望远镜非稳腔光束发散角的测量与结果分析

灯泵望远镜非稳腔巨脉冲YAG激光器的远场光束发散角被精确测量,该非稳腔采用硬边输出镜,其输出平行光束,经过一长焦距的凹面镜,聚焦衰减后照射到CCD上,拍摄得到焦平面的光斑像。在计算机中用图像处理方法求出光斑的大小,再计算发敞角。

激光引信岀射激光束发散角的测量

激光引信岀射激光束的发散角是激光引信中重要参数,决定着激光引信探测目标的范围,需要准确测量。文中在分析岀射激光束特点的基础上,重点介绍了焦面法测量激光束发散角的原理和装置,提出了几项保证准确测量所需的关键技术,如CCD积分区域的合理选取,背景噪声的去除等。实验得出的测量结果及其不确定度,证明了所用测量方法及技术的可靠准确性。

接收光路光束发散角对多普勒测风激光雷达测量精度的影响

介绍了已研制的基于Fabry-Perot标准具直接探测多普勒激光雷达的风速测量原理,讨论了接收光路光束发散角对测风激光雷达系统测量精度的影响。数值计算结果表明当接收光路光束发散角小于1 mrad 时,由于光束发散引起的多普勒速度测量相对误差可以控制在5％之内,并在实测光路发散角的基础上分析了系统的测量误差,结果显示,在5 km时最大测量速度误差为0．6 m／s。

光束发散角对紫外LED散射通信接收能量的影响

为了更准确地研究紫外光的通信性能,针对紫外LED散射光通信中光能量传输特征,以及光束发散角对散射链路构成与接收光子能量有一定影响,采用多个LED组成阵列发射的方法,扩大光束与散射体的作用效应,分析了光束发散角对不同散射体作用时光子能量的变化关系,研究了紫外光散射通信脉冲调制方法与提高发射功率措施,提出了脉冲位置调制驱动阵列LED的解决方案,并进行了紫外LED散射通信系统室外传输测试。结果表明,在短距离通信中,大的散射角使得光对散射体的作用区域增大,散射效应明显,到达光接收端的光子数量增加;实际通信应用中,散射光通信具有较高的灵活性和实时性,可适当进行光学处理来优化光路结构。此结果为进一步增加传输距离和传输效果提供了正确的指导。

一种基于捕获跟踪策略的光束发散角分析方法

根据捕获跟踪策略和激光检测理论 ,给出了直接探测情况下最佳光束发散角的表示式。利用这一表示式 ,分析了背景光功率和探测器暗电流等效光功率对系统性能的影响 。

BBO倍频法测定光束发散角

光束发散角的测定方法有多种，本文提出一种新的测定方法，利用ＢＢＯ晶体倍频中的角度匹配来测定发散角，精度较高．

光束发散角对杂散光分布范围的影响

杂散光即到达光学成像系统像面上的非预期光线，其直接影响就是在像面上形成背景噪音，干扰正常的图像信息。在一定意义上，像面上的杂散光可以用到达像面光线的分布范围和强度水平来表征，分布范围越大，并且具有足够高的强度，则杂散光的影响就越严重。用具有一定光束发散角的激光辐照光学系统时，与平行光入射相比，像面上的杂散光分布具有不同的特点。

变速球型摄像机预置位调用速度与激光入侵探测器光束发散角测试方法研究

本文将光电探测技术引入到检测技术中，主要介绍变速球型摄像机预置位调用速度、激光入侵探测器光束发散角等指标测试方法的研究。

利用平凹透镜和标准角锥棱镜实现反射光束发散的方法

角锥棱镜常被用作光电测距和光电跟踪的合作信标。在一些特殊应用场合中,要求被角锥棱镜反射的光束具有一定的发散角,以实现对远场不同位置处激光器和探测器的全覆盖。标准角锥棱镜不具备对光束发散的功能,但是可以利用角锥棱镜中光束出射点与入射点不同的特性,在标准角锥棱镜前加装平凹透镜来实现对反射光束的发散。采用理论分析方法和几何光学追迹模拟方法分析了利用平凹透镜和标准角锥棱镜实现反射光束发散的可行性,同时研究了反射光束发散半角与入射光束参数和平凹透镜几何参数的定量关系。理论和模拟结果都表明,当入射光束半径小于平凹透镜半径时,反射光束的发散半角随入射光束半径准线性增加;平凹透镜曲率半径越小,反射光束发散半角越大。

光束发散度对紫外写入光纤光栅的影响

用傅里叶衍射光学分析了准分子激光束发散度对于光纤光栅制备的影响 ,发现光束发散角使光纤光栅的布拉格波长发生改变 ,相位版后干涉场沿光纤轴向和径向不均匀 ,对制备 30dB高反射率光纤光栅造成困难。实验结果与理论分析基本一致 ,相对于理想平行光束情况 ,会聚光束使得光纤光栅布拉格波长出现在短波一边 。

测距仪光束发散角的检验

本文论证光束发散角在测距仪中的地位,介绍测定光束发散角的方法,最后以实验数据初步证实光束发散角与测距仪测程的关系。

激光辐照C_(60)分子中光束发散度对产物分布的影响

利用焦距为300 mm和1500 mm的透镜对纳秒激光束进行聚焦,产生了在空间发散度上具有较大差别的两激光束,采用飞行时间质谱计分别测量了两光束诱导C60分子电离和碎裂时的离子产物分布随激光通量的变化特征。实验结果表明,激光束的空间发散度越大,轻碎片离子Cn+(n<25)的总产额、C60分子的碎裂程度以及延迟电离产额随激光通量的变化趋势就越快,延迟电离成分占总电离成分的百分比就越高。该实验结果可用多光子吸收的内能分布理论给予合理解释。

测量He－Ne激光3．39μm光束发散角的偏光干涉法

介绍测量３．３９μｍ光束发散角的偏光干涉方法的原理和装置特点、测量精度等问题．

星间光通信中跟瞄误差下最优光束发散角设计（英文）

跟瞄误差会引起接收光信号的衰减。为了减小跟瞄误差对星间光通信系统的影响,在跟瞄误差存在的条件下,通过选取最优光束发散角来优化链路可靠性。偏置误差是跟瞄误差的一部分,在没有偏置误差存在的情况下获得了链路可靠性的解析表达式,通过将链路可靠性进行最大化设计,获得了最优光束发散角的解析表达式。将偏置误差也考虑进去再对链路可靠性进行最大化设计,对于给定的通信速率获得了光束发散角与跟瞄误差的最佳比值的数值解及其近似解析表达式。在星间光通信中采用所设计的最优光束发散角,可在存在跟瞄误差的情况下获得良好的系统性能。