高能气动CO_2激光器在军事上的应用

激光武器作为一种新概念武器,与传统常规武器相比,以其速度快,方向性好,能量密度高,作战耗费比高等优点,成为新世纪武器中的新宠。高能激光武器在军事应用方面扮演着越来越重要的角色,代表着未来武器的发展方向,将彻底改变目前的战场环境和作战方式,使未来战争的形态发生了深刻变革。高能气动 CO_2激光器输出功率大,曾被各国设计用于研制高能激光武器。主要介绍美、法、俄利用气动 CO_2激光器研制的激光武器,综述气动二氧化碳激光武器的现状及发展趋势。

混合型气动CO_2激光器主喷管冻结效率研究

采用两振型弛豫模型及严海星的弛豫速率数据,对混合型气动CO2激光器(简称MGDL)主喷管中的非平衡流动进行了计算。研究了N2(ν=1)分子质量分数沿喷管轴线的分布,总温、总压、CO2和H2O的摩尔分数、喷管构型对N2(ν=1)分子冻结效率的影响。计算结果表明:N2(ν=1)分子质量分数沿喷管轴线方向逐渐减少,在喉部附近降低幅度最大;随着总温的升高,N2(ν=1)分子冻结效率先降低后升高;随着总压、CO2和H2O摩尔分数的增大,N2(ν=1)分子冻结效率逐渐降低;随着喷管扩张段半锥角的增大或者喷管喉部直径的减小,N2(ν=1)分子冻结效率逐渐增大。

轴快流CO_2激光器的气动系统最佳化

本文报导了轴快流CO_2激光器中,除提高气体质量流外,加快流经放电管的气流速度也能降低放电气体的温升,然而,对于风机一定的实际气动系统,不能同时既加快气流速度又保证质量流不被减少,因此,采用适当粗细的放电管与风机性能相匹配,可以取得激光器的最佳输出特性。

高能激光器气动窗口光束质量的评价方法探讨

通过对高能激光器气动窗口的研究现状和应用需求的分析 ,指出建立一套气动窗口光束质量的评价方法是十分必要的。在分析气动窗口工作机理和现有激光光束质量评价因子的基础上 ,提出一种评价气动窗口光束质量的方法 ,即用斯特列尔比来评价气动窗口的光束质量 ,并辅以相对衍射极限因子进行远场直观说明。分析表明 ,此种评价方法是可行的 ,并达到了不受限于气动窗口类别的光束质量评价的要求。

高能激光器气动窗口光束质量测量方法探讨

根据参考文献 [1]所指出的气动窗口光束质量的评价方法 ,给出几种与其相配套的光束质量实验测量的实用方法 ,并对其进行比较分析。同时给出相应的实验结果 ,为气动窗口的进一步研究提供参考。理论与实验的对比表明 :该方法是可行的 ,并达到了与气动窗口类别无关的评价要求。

CO_2气动激光器的研制

本文描述了列阵喷管喉道高度为0.8毫米,马赫数为4.3的CO_2气动激光器的实验装置和测量结果。观测了小讯号增益随CO_2和H_2O浓度、滞止温度和喷管出口下游距离的变化规律。当燃烧气体比在CO_2=13％,H_2O-1％和N_2=86％左右时,平均小讯号增益为每米0.58,单孔耦合的单程稳定腔输出功率为1400瓦。

用于清除水面污染物的移动式气动CO_2激光器(英文)

本文介绍的工程项目在于研发一种激光技术来清除大面积海域和其他水面存在的油膜污染物。针对海面严重污染问题,研究了基于喷气发动机的可移动气动CO2激光器(100～250kW)的设计方案及其在清除水面污染时的工程实现。提出的技术方案意在有效弥补传统的海面油膜处理方法只可处理块状油层而无法消除100μm厚油膜的弊病。文中介绍了可移动气动CO2激光器的设计机理,研究了可执行该项工作的不同类型的激光器,证明了选用可移动气动CO2激光器执行该项工作的合理性。考虑了激光器系统的供气方案,选择了高质量的喷气发动机作气动CO2激光器的动力设备并设置了该设备工作时需要的容量。最后,描述了该激光系统气动液压设备的设计方案,给出了相关设备、油箱、和操作控制单元的结构。目前,作者已经完成了用于处理水面油膜的气动CO2激光器的概念设计,并制备了相应的激光系统。另外,研制了气动CO2激光器系统的工作平台,通过用激光束扫描石油膜覆盖的水面,实验验证了利用该系统收集油膜和令油膜有效燃烧的可行性。

红外大功率CO_2激光器高反射金膜的镀制

本文报导了大功率CO_2激光器高反射金膜的制作方法,介绍了较为理想的基底材料——青铜,和青铜为基底材料的镀金膜作为高能激光器的光学谐振腔的全反射膜以及作为改变光路的反射镜的使用情况。在激光分离同位素的实际使用中,效果良好。

固体推进剂燃烧驱动CO_2气动激光小信号增益测量

介绍了固体推进剂燃烧驱动 CO2 气动激光小信号增益测量的原理、方法及实验系统 ,重点说明小信号增益测量光路设计、热敏电阻红外探测器工作原理、增益输出信号滤波和放大电路设计及数据采集系统的硬件配置和软件编制原则 ,给出典型实验测量结果。实验证明 ,采用放大法可较为准确的测量固体推进剂燃烧驱动 CO2

激光器结构与设计

TN242 200202099445°交叉直角反射镜旋转光束非稳腔的矩阵光学分析=Analysis of unstable resonators having beams ro-tated with 45 deg crossed right - angle reflectingmirrors[刊,中]/傅雷(北京理工大学光电工程系.北京(100081)),张清泉(山西大学机电系.山西,太原(030000)),张玲香,陆耀东,倪受庸。

JG-2型TEACO_2激光打标机

JG-2型激光打标机,主要由激光器,控制系统,传输系统等部分组成。由激光器发出一脉冲激光束,通过一带有预期字样的掩模,然后聚焦到产品表面,产品表面在高能量密度的激光作用下,局部产生受热气化,蒸发、溅射以及光学作用发生颜色变化,留下与掩模字样相同的永久性痕迹。其具有打标为非接触型,可标记任意形状的产品,尤其适合于微小产品的打标。 它适合在塑料、玻璃。

高能激光器自由旋涡气动窗口激光波前畸变的初步研究

分析了用哈特曼 夏克波前传感器研究高能激光器自由旋涡气动窗口对输出激光波前畸变的原理 ,并利用37单元哈特曼波前传感器实验研究自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束偏转和离焦 ,而其他低阶及高阶像差都比较小。由于透射激光束的偏转是稳定的 ,很容易由倾斜镜进行校正 ,因此稳定工作状态下的自由旋涡气动窗口能够满足实验需求。

用远场法研究自由旋气动窗口的光学特性

采用Ｈｅ－Ｎｅ激光，对穿过自由族气动窗口的远场聚焦光斑进行图像采集和数 据处理，研究气动窗口对透过其输出通道的激光束所带来的偏转和随机抖动现象，计算分析气 动窗口对激光束发散特性的影响，定义和实验研究气动窗口的光束质量β因子。同时，分析讨 论气动窗口对激光束远场聚焦光斑光强分布的影响，并提出气动窗口光束质量和气动窗口设 计的进一步研究思路。

自由旋涡气动窗口非对称喷管的设计

对于高能激光器来说 ,晶体材料输出窗口因吸收致热而无法正常工作。自由旋涡气动窗口利用超音速自由旋涡来密封低压的激光腔。本文提出了确定气动窗口所需自由旋涡气动特性的过程 ,讨论了特征线方法在非对称超音速喷管设计中的应用 ,该喷管被用来产生自由旋涡流动。

用哈特曼法研究自由旋涡气动窗口光束质量

利用 37单元哈特曼波前传感器实验研究不同工作条件下不同时刻自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。将高速 CCD所采集的畸变激光波前传送给高速波前处理机 ,采用模式法对其进行波前重构 ,进而计算给出畸变波前的波像差峰谷值、波像差均方根和斯特列尔比值等相关光学参数随气动窗口工作条件不同的变化曲线。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束偏转和离焦 ,特别是气动窗口工作在设计状态时 ,其余低阶及高阶像差都比较小 ,能够满足实际需要。哈特曼波前传感器能很好地用于自由旋涡气动窗口对激光波前影响的二维动态测量 ,并能给出波前畸变的各项 Zernike多项式的模式系数得到畸变波前 ,直接为气动窗口与强激光发射系统的对接和波前校正提供数据。

超声速自由旋涡气动窗口的设计与实验研究

自由旋涡气动窗口利用非对称喷管产生的超声速自由旋涡射流来密封高能激光器低压的激光腔,通过射流的动量改变来平衡环境与激光腔之间的压力差。提出了一种超声速自由旋涡气动窗口的设计原理和方法,讨论了其设计过程,对该种结构的自由旋涡气动窗口进行了设计和实验测试。测试表明,超声速自由旋涡气动窗口能够按设计参数运行,满足激光腔密封的要求,而且具有良好的光学质量。

自由旋涡气动窗口自适应光学波前校正初步研究

自由旋涡气动窗口能有效地替代高能激光器传统晶体输出镜 ,起到密封激光器低腔压的作用。利用现有的 37单元室内自适应光学系统 ,对自由旋涡气动窗口的输出激光波前畸变进行自适应光学波前校正。给出了自适应光学系统对气动窗口畸变波前的校正原理 ,采用直接斜率法在设计状态下对畸变波前进行了校正实验。结果表明 。

激光参数测量

TN247 2003042574基于圆拟合的激光光斑中心检测算法=Algorithm of laserspot detection based on circle fitting[刊,中]/孔兵(西安交通大学激光与红外应用研究所.陕西,西安(710049)),王昭…∥红外与激光工程,-2002,31(3).-275-279基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量。图3表1参5(高晓萍)TN247 2003042575高能激光器气动窗口光束质量测量方法探讨=Discussionon measurement of aerodynamic windows’beam quality[刊,中]/刘天华(国防科技大学理学院定向能技术研究所.湖南,长沙(410073)),姜宗福…∥灯外与激光工程.-

主喷管总温对MGDL小信号增益系数的影响

在国内外数值模拟工作的基础上,建立了更加准确的"混合型气动CO2激光器(简称MGDL)"增益场计算程序。利用该程序,一方面研究了基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器光腔中的小信号增益分布规律;另一方面着重研究了主喷管入口总温对基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器小信号增益系数的影响规律。计算结果表明:当其他参数不变时,主喷管入口总温存在一个最佳值,使得光腔中的小信号增益系数最大;当主喷管入口总温小于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐增大;当主喷管入口总温大于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐减小。此外,分析了主喷管入口总温对小信号增益系数的影响机制。