端面抽运的正交直角棱镜腔激光器研究

为了获得结构紧凑、光束质量高、光轴稳定性好的机载激光辐射器,采用LD端面抽运构型与正交直角棱镜腔技术对该型激光器进行研究,基于琼斯矩阵理论分析了特殊波片实现调Q关门的原理,通过带曲率设计的直角棱镜腔镜,将腔型控制在大基模尺寸,并实验对比了正交偏振关门与特殊波片关门两种方式。结果表明,在正交偏振关门状态下,20 Hz的工作重频时获得了单脉冲能量72.2 mJ、光束质量M_(x)^(2)=8和M_(y)^(2)=6的激光输出;基于K9玻璃的直角棱镜材料,利用0.648λ波片进行调Q关门,在20 Hz的工作重频下,获得了单脉冲能量80 mJ、光束质量M_(x)^(2)=5.7和M_(y)^(2)=4.8的高光束质量输出,其中激光器在x与y方向上的发散角分别为1.65 mrad和1.35 mrad。这一结果对高性能小型化激光器的研发是有帮助的。

直角棱镜平面反射衰减在激光光束诊断中的应用研究

论述了普通光学元件—直角平面反射镜在激光光束诊断中的应用 ,提出了利用直角棱镜的直角面反射进行光能衰减 ,详细论述了采用该方法进行光能衰减的可行性 ,分析了平面反射衰减法在激光束诊断中对测光束的影响 ,讨论了激光束发散角在直角面反射中的影响 ,结合半导体光束诊断进行了应用分析 实验证明 ,该方法结构简单 ,误差小 ,调整方便 ,利用普通反射棱镜直角面衰减即可满足激光强度的匹配要求 ,实现了待测激光束的无失真取样 。

箭上直角棱镜误差对方位瞄准精度的影响

给出了直角棱镜反射光矢量的完整表达式，在此基础上讨论了棱镜放置误差和角度误差对方位瞄准精度的影响。

直角棱镜棱脊不平度的检测方法

方位瞄准系统中,通常借助直角棱镜实现对惯性器件方位敏感轴的监测。直角棱镜棱脊不平时将会引起方位瞄准误差,通过建立棱脊不平度对方位瞄准精度影响的数学模型,推导出了精确的矢量表达式,给出了目前常用的棱脊不平度测量原理及其工程实现手段,在此基础上,提出了一种基于斜方棱镜进行棱脊不平度检测、标定的新方法,分析了测量原理及影响测量精度的重要误差源。基于自研"斜方棱镜装置",搭建测试平台,实验结果表明,装置沿棱脊方向的水平状态对测量精度影响较大,经标定后的系统,测量精度可以达到10″以内,具有操作高效、简便等显著优点,对于提高方位瞄准精度,有着非常重要的现实意义。

LD抽运直角棱镜腔电光调Q固体激光器

为了改善在热传导冷却非均匀抽运条件下,热效应引起的光束质量和输出稳定性的下降,采用了半圆柱面LD阵列结合直角棱镜谐振腔结构,获得高稳定性、高光束质量的激光输出。所研制的样机在重频20Hz工作,单脉冲能量75mJ,光轴漂移量小于0.1m rad,远场发散角2.2m rad,输出稳定性≤3%。

直角棱镜棱脊倾斜对方位瞄准的影响

火箭制导系统中惯性器件的方位敏感轴方向通常是借助于直角棱镜来确定的 ,因而直角棱镜的棱脊倾斜对方位瞄准精度有影响 .本文推导了直角棱镜的棱脊倾斜造成的反射光矢量的精确表达式 ,并在此基础上讨论了棱脊倾斜对线阵 CCD测角的影响 .

直角棱镜用作自准直反光镜的光学特性

针对光学准直系统中用作反射镜的直角棱镜的特点,使用三维空间解析几何方法,对入射光线与反射光线的空间位置进行分析,推导出了直角棱镜的棱线水平度(或铅垂度)对斜瞄时测量结果影响的计算公式,并进行了实验验证。

一种车载小直角棱镜方位自动测量系统误差分析

采用矢量分析的方法从理论上推导出了直角棱镜与自准直光管各种姿态变化情况对方位测量的影响,得出了自准直光管绕光轴的横滚等效于直角棱镜棱线倾斜工况,二者产生的方位测量误差公式一致;并对姿态变化引入的方位测量误差提出了补偿措施。

直角棱镜系统反射面平行度误差的补偿方法

在一些武器的瞄准中经常会使用到直角棱镜系统,而直角棱镜系统会由于载体的变形造成两个棱镜反射面之间的平行度误差,这样对武器瞄准精度有很大的影响,致使武器的打击精度降低。对于这一问题在直角棱镜系统自身无法克服的情况下,需要对直角棱镜系统两个棱镜反射面之间的不平行度进行补偿。通过分析可知此种方法对直角棱镜系统反射面之间的平行度误差的补偿是一种行之有效的方法。

一种直角棱镜棱脊相对变化量测量方法

在一些导弹的瞄准系统中,需要对导弹复位角度进行测量。通常是在导弹上安装直角棱镜,使直角棱镜棱脊与导弹轴线水平。在直角棱镜的反射光路中,通过对直角棱镜棱脊的方位监测,利用直角棱镜棱脊方位的变化来计算导弹的复位角度。主要对由于直角棱镜棱脊相对倾斜进行了理论分析和实验验证,在理论分析和实验验证中都认为直角棱镜为理想棱镜,无角度制造误差,即不考虑折射的作用。

吸附在直角棱镜斜面上的分子膜产生的谐波和色散

吸附在直角棱镜斜面上的生物分子和有机染料分子膜层,在基波激光作用下,能产生二次谐波和三次谐波信号。由于棱镜的色散作用,在实验中,我们观察到二次谐波与基波在出射棱镜时,成一个α≈33′的小角,这与我们利用光的折射定律计算的结果α≈36′,符合得很好。为此,我们只要精确地测定色散角,并运用折射定律,就可以用来比较精确地估算介质对基波或谐波的折射率。由吸附在光滑透明基板上的分子膜产生的谐波效应,我们首先提供了求解这些介质相应的折射率的方法。

直角棱镜用作激光衰减器的研究

目的研究在不同入射边及入射点位置条件下，将直角棱镜用作无畸变激光衰减器所需满足的条件。方法采用以几何光学反射定律和折射定律为基础的光路追迹计算方法。结果得到了各种入射条件下，出射光束与入射光束之间的距离及允许入射光束孔径公式，可用其作为设计激光衰减器的依据。结论根据待衰减激光束口径及直角棱镜孔径，适当选择入射条件，可以实现无畸变衰减并避免产生干涉现象。

基于双直角棱镜的光纤光度传感器

设计了一个结构紧凑、灵敏度可调的双直角棱镜反射室,并结合光纤传感技术用于溶液光度分析,通过测量吸光度确定水中痕量物质的浓度和消光系数。带尾纤的自聚焦准直透镜发射的检测光束在反射室内往返4次,最后由接收光纤接收。论述了光度传感器的检测原理及棱镜反射室的设计方法,分析给出了棱镜室中光束的传输特性方程,以及单波长法测浓度和消光系数的测量方程,并通过实验进行了研究。结果表明,通过改变两棱镜底面间距,可调节光程,进而改变传感器灵敏度;该光度传感器的灵敏度为普通单程吸收池灵敏度的4倍,更加适合痕量物质的检测。

直角棱镜复合谐振腔

直角棱镜复合谐振腔具有交叉直角棱镜腔优异的横模选择特性以及三镜片腔较好的纵模选择特性，因此它可作为激光器优选腔型之一。文章通过数学物理分析来阐述其优点，并给出直角棱镜复合谐振腔的光路设计。

直角棱镜的特性研究

推导直角棱镜的偏向角与入射角的关系式,得到恒偏向角的条件和结果,并讨论了直角棱镜的最大入射角和最小入射角与折射率的变化关系.

等腰直角棱镜反射方程的推导及其在瞄准中的应用

本文对等腰直角棱镜的工作特性进行了简要分析,利用矢量形式的光的折射和反射定律建立了等腰直角棱镜的反射方程,并据此对其在瞄准中的应用进行了分析,得到了瞄准时基准光仰角对入射光和反射光的夹角及棱镜有效面积的影响规律。

滚转角测量中直角棱镜相位损失及解决方法

在利用正交偏振光外差干涉相位法测量数控机床滚转角误差的过程中,发现反射元件直角棱镜造成的相位损失对系统分辨率产生了不可忽略的影响,通过琼斯矩阵运算,量化了该相位损失对实验结果的影响,并进行了实验验证;同时,针对相位损失问题,提出了基于高反膜相长干涉原理的解决方法。结果表明:直角棱镜引入的相位损失使测量系统在灵敏区的放大倍数降低了40.7%,而基于平面反射镜的解决方案基本消除了相位损失对测量系统分辨率的影响;滚转角误差引起的相位变化幅度由原来的55.8°上升到使用平面反射镜时的349.2°,与参考实验数据358.5°的变化幅度十分接近,从而证明了应用高反膜相长干涉原理解决相位损失问题的可行性。该原理和方法同时为解决全反射导致的光学相位变化问题提供了理论依据和解决思路。

直角棱镜腔偏振耦合输出特性研究

激光器采用直角棱镜腔具有较好的稳定性,在军用激光器中应用广泛,由于直角棱镜内发生全反射产生相移,耦合输出透过率与耦合波片的相移量、光轴方位角,以及直角棱镜材料和棱线方向有关,直角棱镜与波片的不同组合能够达到的最高耦合透过率不同;对直角棱镜偏振耦合特性进行了理论分析,并采用MATLAB软件计算不同相移波片的方位角与偏振透过率的关系,并对光波耦合过程中偏振状态变化进行了模拟,对不同材料直角棱镜的耦合特性进行了对比,并根据理论分析进行实验验证,这些研究对直角棱镜谐振腔的设计、调试以及直角棱镜材料的选择具有实际意义。

双直角棱镜光腔的模式及损耗分析

本文利用张量光学的方法分析了双直角棱镜光腔的模式，对由制造上的角度偏差引起的附加衍射损耗进行了研究．

用恒偏向角法测直角棱镜的折射率

讨论了用恒偏向角法测量直角三棱镜折射率的原理,得到了恒偏向角条件下的折射率计算公式.设计了简单实用的实验方法,实验结果与理论分析符合较好.