透射成像系統(tǒng)內(nèi)激光的折射與散射特性研究.pdf

1、隨著光電成像系統(tǒng)在武器制導(dǎo)、衛(wèi)星偵察、微光夜視等軍事領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，以光電對抗為背景對成像系統(tǒng)進(jìn)行干擾與損傷的研究成為了信息作戰(zhàn)的焦點(diǎn)。激光以其強(qiáng)度高、單色性好、準(zhǔn)直性強(qiáng)、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，使其極其容易對光電成像探測器造成干擾或損傷，而激光在與成像探測器作用前，需要先通過光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行成像。因此，對激光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)發(fā)生折射或散射后像面的能量分布進(jìn)行研究有重要意義。
　　本文首先對激光正入射光學(xué)系統(tǒng)透射后像面的能量分布進(jìn)行了研究。從波動(dòng)

2、光學(xué)的角度推導(dǎo)激光傳輸理論，將 Collins衍射積分公式與光學(xué) ABCD矩陣聯(lián)系起來，首先得到復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的衍射積分公式，推導(dǎo)高斯光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后像面的能量分布情況。以3514MM型號鏡頭為例，計(jì)算了532 nm與1064 nm激光在與該光學(xué)系統(tǒng)作用距離10 m處不同衰減倍率情況下的像面的能量分布信息，討論了此情況下像面的能量對 CCD探測器的影響。結(jié)果表明，采用激光傳輸理論計(jì)算的532nm與1064nm波段激光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后像面的能量

3、可以使CCD達(dá)到飽和。其次，對激光斜入射光學(xué)系統(tǒng)散射后像面的能量分布進(jìn)行了研究。以光束的散射傳輸理論為基礎(chǔ)，通過 TraceP ro光線追跡軟件，分析激光以不同角度入射光學(xué)系統(tǒng)后像面的能量分布。以3514MM型號鏡頭為例，獲取其鏡筒內(nèi)壁與光闌的BR DF值，通過數(shù)據(jù)處理以及曲線擬合，得到對應(yīng)的A B g參數(shù)，建立了激光輻照光學(xué)系統(tǒng)的散射分析模型，并對532nm與1064nm波段激光以不同角度入射光學(xué)系統(tǒng)后像面的能量分布進(jìn)行了光線追跡與分

4、析。最后，為驗(yàn)證理論計(jì)算獲得的像面能量分布精度，進(jìn)行了激光輻照光學(xué)系統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)。采用532nm與1064 nm波段激光輻照光學(xué)系統(tǒng)，獲得了衰減倍率60dB、90d B下像面能量分布信息。通過對比分析，提出了加入透過率參數(shù)修正激光傳輸變換理論的思想。此外，本文還對不同激光入射角度、探測器不同飽和閾值條件下像面的飽和像元進(jìn)行了仿真與分析，計(jì)算出了不同的飽和閾值對應(yīng)像面達(dá)到的飽和像元數(shù)，并分析了不同激光波段、入射角度、探測器不同飽和閾值與像面