摘要：目前微波移动中继网络存在中继距离短、数据传输速率慢、功耗高、工作频率受限等问题。本文使用激光通信技术构建了一个中继系统,该系统实现了系留球和地面基站之间红外高清图像数据的实时转发,通信距离超过20 km。实验的成功为激光通信技术作为机载通信中继站的应用提供了技术参考。针对初始瞄准指向角度不可预测、平台姿态快速变化等特殊场景,提出了一种用于确定扫描角域的评估方法和姿态稳定性补偿的方案来解决这些问题。通过4阶Runge-Kutta迭代方法规避复杂的微积分计算,提高了扫描算法的精度。将基于目标空间位置和自身姿态变化的数据通过前馈补偿算法引入到闭环跟踪系统的速度环中,有效提高了系统的跟踪稳定性。未来将实现空对空的激光链路中继网络实验。

摘要：首先,利用有限元分析方法,仿真模拟了石英音叉的应力和表面电荷分布,设计并加工了一种T字头石英音叉。经过实测,此T字头石英音叉的共振频率为8930.93 Hz,Q值为11164,叉指间距为1.73 mm,与目前广泛应用的商用石英音叉相比,T字头石英音叉的共振频率降低了73%,品质因数提高了22%。然后,通过测量水汽对其传感性能进行验证,发现相比于商用石英音叉,基于T字头石英音叉的石英增强光声光谱(QEPAS)系统信噪比提升了60.65%。最后,给出了石英音叉下一步优化的方向。

摘要：设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱腔位置进行了理论模拟与优化。实验中,采用水汽为目标探测气体和输出波长1.395μm的半导体激光器为激发源,相比未添加圆柱腔的裸石英音叉系统,添加圆柱腔的QEPAS和LITES系统探测极限分别改善了2.32倍和1.27倍。

摘要：为满足超燃冲压发动机燃烧诊断尤其是燃烧空间结构可视化的迫切需求,亟需实现超声速火焰三维测量。三维激光诱导荧光(3DLIF)技术作为一种立体测量技术具有超声速火焰三维测量的潜力。利用该技术的特点与优势,设计了基于扫描振镜的多平面3DLIF成像系统,在超声速同轴射流燃烧试验装置上实现了超声速火焰的多平面3DLIF空间结构可视化。为了实现大尺寸成像,提出了一种扩大扫描范围的片光整形方案,利用该方案获得了空间尺度50 mm×85 mm×20 mm、时间尺度5 ms的超声速火焰平均三维图像,对3DLIF技术用于超燃冲压发动机试验台架燃烧空间结构可视化进行了可行性分析,基于时均三维图像讨论了喷口火焰速度对火焰结构形状的影响。

摘要：为解决信息采集中环境因素的干扰,提高目标判断精度,通过滤光技术,利用不同波段能量比的差异,对同时采集到的波段信息进行能量对比。根据系统要求,在Si基底设计并制备了中红外3.5~5μm波段能量调节滤光膜,选择Ge和SiO作为镀膜材料。依据光学薄膜基础理论,通过建立新的评价函数,结合Macloed膜系设计软件,实现0~30°入射3.5~5μm波段能量调节滤波器的设计与制备。研究能量调节滤光膜的微观组成,分析其在温湿试验前后的光学性能变化的原因,综合利用Ge和SiO吸潮前后光学参数,优化能量调节滤光膜膜系设计,解决其在潮湿环境中长期使用光学性能下降的问题。测试结果表明,制备的能量调节滤波器0°入射时,吸潮前能量调节比为1∶40.9,吸潮后能量调节比为1∶40.7;30°入射时,吸潮前能量调节比为1∶40.04,吸潮后能量调节比为1∶39.04,满足系统要求。

摘要：工业园区有毒有害气体排放具有种类繁多、成分复杂、分布广泛等特点,建立多组分、高精度气体监测技术体系是污染防控的基础.黑体光谱辐射范围广,可有效地降低吸收谱线相互干扰可能性,是多组分气体同时检测的首选光源.但其单波长能量低且稳定性欠佳导致难以实现高精度气体探测.鉴于此,本文提出光学增程和声学谐振双重增强模式联用,设计了一种可用于多组分气体同时高精度检测光声光谱传感器.应用两个相同T型增强光声池,构建了双光路增强型差分光学/光声检测模式,实验证明了差分光声模式具有更强的噪声抑制能力,可于同波段强吸收背景下提取出微弱痕量目标气体吸收信息,且双光路增强型信号较单光路模式提高了1.91倍.进行多组分气体同时检测性能研究,常温常压下CO_(2),C_(2)H_(2)和NH_(3)检测精度的体积分数分别为7.25×10^(-7),1.84×10^(-6)和1.43×10^(-6),比单光路光声模式提高了1个数量级.对体积分数为0-3×10^(-3)的三种气体样品进行测试,光声信号线性度高于0.995.广谱双光路T型增强差分光声光谱技术补偿了黑体广谱检测方法灵敏度低的缺陷,具有灵敏度高、选择性好、背景噪声抑制能力强的优势,可为建立工业园区多组分毒害气体的高精度监测技术提供支持,助力于我国“碳中和碳达峰”宏伟任务.

摘要：利用CCD对自由空间传输的激光进行成像,可得到入射光束的角度信息以实现对发射光束的控制。卫星光通信中,提高对入射光束角度偏差实时测量的精度,可以有效地提高终端的光束跟踪性能,进而有效地保持激光链路的稳定。通过分析角度偏差检测原理,建立了卫星光通信中跟瞄装置测角性能分析模型。分析了测角精度与CCD成像光斑弥散圆尺寸之间的关系,并通过模拟实验进行了验证。结果表明,在卫星光通信系统设计中,综合考虑测角精度要求、终端功耗限制等因素,选择CCD成像光斑相对尺寸在2到3之间为最佳。

摘要：在城市环境下进行了3.5 km的激光大气传输实验。实验中对光强起伏和到达角起伏进行了同步测量,分析了接收光强起伏的统计特性以及传输路径上大气折射率结构常数的特性。基于实验结果,对自由空间光通信中不同闪烁指数下的衰落冗余以及不同探测阈值下的衰落概率进行了估算,从而为空间光通信系统的设计提供可靠的实验基础。

摘要：根据大目标外差探测时发射功率PT与距离R2 成正比规律的脉冲激光雷达方程和天线定理 ,利用国内最新研制的小型高重频电光调Q波导CO2 激光器 ,采用非线性扫描和激光器不等时发射技术 ,设计研制了一套窄脉冲外差体制CO2 激光主动成像系统 ,对室内 2 0m处大目标实现了像元素 6 4× 32、成像速率 10帧 /s实时成像显示 ,图像质量较好 ,激光器峰值功率约为 6 0W、脉冲重复频 4 0KHz、前沿 5 0ns、脉宽 30 0ns .

摘要：利用多组态求解相对论性的Hartree Fock Roothan方程 (HFR)方法计算了类氖离子 (Z =13～ 2 7) 2s2 2p6 2s2 2p53s能级之间跃迁的原子参量 ,包括类氖氩激光系统的能级 ,振子强度 ,自发辐射衰变速率 ,能级寿命 ,电子碰撞激发截面及电子碰撞激发速率系数等。以类氖氩离子为例 ,分析了等离子体内 4 6 .9nm激光跃迁的粒子数反转的形成及谱线放大过程 ,讨论了其它几条谱线产生增益的可能性 ,分析了激光线振子强度随核电荷数的变化规律。根据获得的原子参量 ,计算了利用毛细管放电产生类氖氩和类氖氪X射线激光的放电参量 ,其中类氖氩毛细管放电的初始压强的范围为 30～ 90Pa,放电电流峰值为 10～ 5 0kA。理论计算结果为类氖氩X光激光实验分析 ,深入研究等离子体反转动力学 ,激光增益的估算及理论方案设计等提供了基本数据。