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第35卷第4期2009年7月 光学技术OP T ICA L T ECHN IQ U EV ol.35No.4July 2009文章编号:1002-1582(2009)04-0486-03 猫眼 目标的激光主动探测距离分析秦楷,韩绍坤,曾春辉(北京理工大学光电学院,北京 100081)摘 要:激光对光电传感器主动探测的基本原理是基于光学系统的 猫眼 效应的。
最大探测距离是探测系统的重要参数之一。
对影响探测距离的几个重要因素如激光发射束散角、CCD 灵敏度、大气能见度等进行了分析,给出了最大探测距离的数学模型,并在此基础上运用M AT L AB 进行了模拟仿真。
分析结果表明,最大探测距离随激光发射束散角的减小、CCD 灵敏度的提高而增大,随大气能见度的增强而增大。
关键词: 猫眼 效应;光电传感器;激光主动探测;探测距离;仿真中图分类号:T N24;T N911.74 文献标识码:AAnalysis of active laser detection distance for cat s eye targetQin Kai,H AN Shao -kun,ZEN G Chun -hui(Depar tment of O ptical Engineering,Beijing Institute of T echnology ,Beijing 100081,China)Abstract:T he principle of the active laser detectio n for electro -optic sensor is based on the cat s eye effect of optical sys -tem.Distance is one o f the most important par ameter for act ive laser detection system.T he mathematical model of max imal de -tection distance is given by the analysi s of sever al factors including the angle o f transmit laser beam,CCD sensitivity and atmo -spheric visibility,w hich are t he main factors affecting t he max imal detection distance.T he analysis results show that the max-i mal detection distance increases w ith the decrease of laser ang le and the adv ance of CCD sensitivity and the enhancement of at -mospher ic v isibilit y.Key words: cat s eye effects;electro -optic sensor;activ e laser detection;detection distance;emulation1 引 言光电对抗中的侦察手段分为主动探测和被动探测两种。
激光与光电子学进展47,102802(2010)L a ser &Opt oe l e ct ro nics P rog re ss Z 20105中国激光6杂志社do i:10.3788/L OP 47.102802猫眼效应用于激光主动探测技术的研究现状与发展趋势赵延仲1 孙华燕1 宋丰华1 谷锁林2(1装备指挥技术学院,北京101416;2中国酒泉卫星发射中心,甘肃酒泉732750)摘要 基于猫眼效应的激光主动探测技术是应用于激光武器系统中的一项新型技术,其中最为关键的问题是如何准确描述被探测光学目标的猫眼效应反射特性。
介绍了几种成功应用猫眼效应的车载、便携、舰载和机载激光武器系统,综述了一些有代表意义的研究方法和结果。
最后阐述了目前猫眼效应用于激光主动探测技术存在的主要问题,并指出当前的发展趋势:多体制探测、基于猫眼效应反射光的衍射干涉特性获取光学目标特征参数、基于猫眼系统对探测激光的调制作用建立闭合回路跟踪系统、随机大气对猫眼效应反射光的影响等。
关键词 探测器;激光技术;激光主动探测;猫眼效应;反射特性中图分类号 T N 249 OC IS 280.4788140.3580 文献标识码 ARe se arch and Prospe ct of Cat -Eye Effect Use d for ActiveLase r De te ction Te chnique Zhao Yanzhong 1 Sun Huayan 1 Song Fenghua 1 Gu Suolin 21Academ y of Equ ipm ent Com m an d an d T echn ology ,Beijing 101416,Chin a 2Chin a Jiu Qu an Sa tellite La un ch Cen ter ,J iuqu an ,Ga nsu 732750,Chin aAbstract Active laser detection ba sed on cat -eye effect is a new t ype of technique used in laser weapons.The key technology is how to describe the reflection characteristics of c at -eye effect of optical targets exactly.Several vehicle -borne,portable,ship -borne and air -borne laser weapons using cat -eye effect are introduced.Representative research m ethods and results are reviewed.Finally,the existent problems of cat -eye effect used in active laser detec tion technique are presented,and the development prospects are a lso discussed including the mult-i system detection,the optic al target parameters acquiring technique based on diffraction and interference characteristics of cat -eye effect,the closed -loop ac tive trac king system based on the modulation effect of cat -eye system on the detection laser,and the effect of stochastic atmosphere on cat -eye effect reflec ted light.Key wo rds detectors;laser tec hnique;ac tive laser detection;cat -eye effec t;reflection c haracteristic s收稿日期:2010-04-12;收到修改稿日期:2010-05-12基金项目:国防预研基金(TY 7131008)和/十一五0国防预研基金(513210902)资助课题。
激光跟踪三维坐标测量系统中猫眼光学误差的测量摘要：在所有采用多边法的四路激光跟踪三维位置测定装置中,猫眼逆反射器的光学误差是影响其自标定和坐标测定准确性的最主要原因。
对猫眼逆反射器的光学误差进行了研究与计算,阐述了计算原则、检测设备和相关的数据处理技术。
实测结果显示,所测猫眼的最大光学误差仅为四Hm。
关键词：猫眼逆反射器；光学误差；激光跟踪；三维坐标在四路激光跟踪三维坐标测量系统中，猫眼逆反射器(以下简称猫眼)作为目标镜随被测对象运动，激光干涉仪通过测量猫眼的位置变动引起的测量值的变动量来计算被测物的空间坐标。
由于实际加工的猫眼与其理想状态的技术参数必然存在一定误差，从而使经过猫眼的光束产生附加光程，称之为猫眼的光学误差。
激光跟踪干涉仪测得的被测物的相对位置变动量中包含了猫眼的光学误差，进而引起坐标测量误差。
为了减少测量误差，提高测量精度，本文对猫眼误差进行了测量。
1 猫眼光学误差的主要来源与测量猫眼光学误差的来源,大致有如下几种:1)半球球度的偏差;)前零点五球材料折射率不均匀性偏差;3)先、后零点五球材料的偏心误差;4)胶合层厚度误差。
猫眼光学误差的计算原理,将被检测猫眼以及检测夹具置于一个精密回转操作平台,通过调整猫眼的光学位置,使之大致上与工作台的垂直旋转轴在同一个直线上。
猫眼通过绕着快速移动物体的垂直轴和猫眼本身的水平轴的旋转,使光束沿不同的方位角进入猫眼。
是通过测定由激光干涉仪所产生的激光束与通过猫眼的光道的光程的相对变化,进行计算的原始数据。
运用以上方法,我们对法国Leica公司的商用猫眼CER75进行了检测。
在实验系统中采用HP558双频激光干涉仪(分辨率为Q01Hm、精度为Q 1×10°)检测光程的相对变化;使用了Talyond00圆度计中的高精度快速位移(径向回转精度为01Hm)进行旋转快速位移。
在计算时,9的步位取为30°,并取六个测量断面;0的步位取为10°,每个测量断面由-60°开始至+60°(猫眼的工作范围)，共取13个测点。
第35卷，增刊 红外与激光工程 2006年10月V ol.35 Supplement Infrared and Laser Engineering Oct.2006基于“猫眼”效应的激光回波功率理论分析李双刚，程玉宝（电子工程学院光电系，安徽合肥 230037）摘要：激光主动侦察技术是利用光电系统的光学窗口对入射激光具有很强的反射回波的“猫眼”效应来实现对复杂漫反射背景中的光学窗口侦察、定位。
对基于“猫眼”效应的激光回波功率从理论上给出了详细的公式推导，并进行了应用分析和定量计算。
这对激光主动侦察中的激光器功率、作用距离等参数选择有着重要的意义。
关键词：激光主动侦察；激光回波功率；“猫眼”效应；探测定位中图分类号：TN977 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2006)增A-0080-04Theoretical analysis on echo power of active laser reconnaissancebased on “cat-eye” effectLI Shuang-gang, CHENG Yu-bao(Electro-optical Department, Electronic Engineering Institute, Hefei 230037, China)Abstract：In order to scout and locate the optical windows of electro-optical equipment in complex diffuse reflecting background, the “cat-eye” effect that optical windows have a high echo to incident laser is used in active laser reconnaissance. The detailed formula for laser echo-power of the “cat-eye” effect is theoretically deduced. Moreover the applied range of the formula is discussed and the quantitative computation of laser echo-power is given. It’s important to the parameter selections in the active laser reconnaissance, such as the laser power and action range.Key words：Active laser reconnaissance; Laser echo power; “Cat-eye” effect; Scout and locate0引言近20年来，多种军用光电武器与装备在情报侦察、夜间作战、远程空袭等作战行动中发挥了极其重要的作用，如：光电侦察系统、光电跟踪系统、光电搜索系统、光电制导系统、光电火控系统等。
“猫眼＂效应在激光侦听中的应用研究刘玉华;李广林【摘要】光电设备或光学瞄准设备的光学窗口对入射激光具有较强的反射特性，该特性被称为”猫眼”效应。
”猫眼”效应具有2个特点：1）能使反射光线沿入射光的方向返回；2）可以获得高质量的反射光。
因此，”猫眼”效应能够很好的解决激光侦听中高质量信号光的获取问题。
本文从理论上分析了”猫眼”效应的产生机理，论述了基于”猫眼”效应的激光侦听技术原理，并对”猫眼”效应应用中的一些问题做了讨论。
%The realization of active laser ce is based the fact that the optical windows of electro-optical equipment have a strong reflect character towards incident laser beam, which is called "cat-eye" effect. The "cat-eye" effect has two characteristics. One is that it can make the reflected light go back alone with the initial light. The other is that it can obtain a high quality reflected light. Therefore, "cat-eye" effect can solve the problem that it can obtain high quality signal light of laser detective. In this paper, we have analyzed the theory of "cat-eye" effect production mechanism, discussed the effect of the laser based on the "cat-eye" effect protected reliably agait tective technology principle, and some problems of the cat-eye effect in application are discussed.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)019【总页数】3页(P129-131)【关键词】激光侦听;“猫眼”效应;声探测;发散角;反射特性【作者】刘玉华;李广林【作者单位】武警工程大学研究生大队,陕西西安710086;武警工程大学通信工程系,陕西西安710086【正文语种】中文【中图分类】TN249激光侦听的基本原理是将激光打在侦听目标周围容易受声压作用产生振动的物体上，然后接收带有信号的反射光，并对信号进行解调达到声音还原。
“猫眼效应”激光主动探测技术影响因素分析都元松;董文锋;罗威;黎波涛【摘要】基于“猫眼效应”激光主动探测技术,是对无人机光电侦察系统实施强激光干扰较为有效的一种干扰手段.根据激光照射“猫眼”目标的回返特性,建立了不同情况下回波强度模型,对典型目标在不同目标反射率、不同激光发射功率、不同激光发散角情况下进行仿真分析.结果表明,仿真结果与理论计算相一致,因此可用于指导未来基于激光主动探测技术的强激光干扰系统设计.【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】6页(P88-93)【关键词】“猫眼效应”;主动探测;光电侦察;强激光干扰;回返特性;回波强度【作者】都元松;董文锋;罗威;黎波涛【作者单位】空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019【正文语种】中文【中图分类】TN9770 引言近年来基于“猫眼效应”激光主动探测技术，在光电侦察、追踪及光通信等领域引起了广泛重视[1-3]。
由于光电观瞄设备具有一定的反射率，根据光路可逆原理，当其受到一束强激光照射时，能够产生一个相对于其他漫反射目标较强的回波信号[4-6]，尤其是在大的空间范围进行高空远距离目标探测时，光电探测系统的光学回路提供的“猫眼”反射效应，能够大大增强回波强度，这种自身条件是某些目标探测方法不可比拟的。
因此，深入研究因“猫眼效应”产生的回波功率计算公式及其影响因素显得尤为必要[7-8]。
1 激光主动探测技术理论分析由于光电系统内部都具有光学系统结构，其结构类似于猫的眼睛，可实现光的逆向传输[9]，如图1所示。
内部有调制盘和光电探测器、光敏面等光学元件。
光敏面可实现将入射光束按照原路反射回去，可实现对百公里以外的空中目标实施目标探测。
图1 “猫眼效应”光学模型Fig.1 “Cat eye effect” optical model1.1 “猫眼”光学系统回波功率分析分析正入射条件下回波功率受目标光电侦查系统口径大小影响在激光主动探测系统中尤为重要，由于激光自身存在一定的发散角，为此激光经远距离传输后势必会形成一定的区域面积，如图2所示。
南开大学硕士学位论文超透镜的聚焦效应研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：***201105摘要摘要近几年关于负折射率材料理论与实验的研究主要集中在能超越衍射限制进行成像的透镜上，这种特殊的透镜一般称之为超透镜。
对于传统的光学聚焦器件始终存在衍射限制是由于它只能传输从光源发出的行波部分，而光波中携带着物体细节信息的迅逝波部分在正的介电常数和磁导率介质中呈指数衰减而不能参与成像。
超透镜可以通过加强迅逝波使其参与聚焦和成像，由于迅逝波带有入射电磁波大部分细节信息，因此，这种有迅逝波参与的超越衍射限制的成像能保留电磁波的全部信息，这种聚焦就被称为完美聚焦。
能实现完美聚焦的平板透镜可被广泛应用于近场数据存储，非接触性的感应、成像与动态扫描等技术。
对于负折射率材料实现完美聚焦的相关理论研究主要涉及表面波、等离子体谐振等，对电磁波传输过程研究较少。
另外，实验中超透镜的材料选取，设计样式都会对不同频率电磁波的聚焦具有明显影响甚至起到决定性的作用，而对这方面相关研究尚存在很大空间。
如果将负折射率材料的超透镜抽象成为一种调制函数，那么电磁波实现聚焦可以看作是该函数对入射电磁波进行调制的结果。
一方面，本文创新性的通过设计不同的调制函数来对电磁波波方程进行调制，研究其传输特性及聚焦情况，在此基础上考察能实现完美聚焦的调制函数所必须满足的数学条件；同时首次设计复杂且具有较高维度的调制函数来表示多个超透镜组，据此总结其对电磁波进行完美聚焦的规律。
另一方面，考虑到理论模拟中负折射率材料的选取及形状的设计对电磁波实现完美聚焦的影响，本文运用有限时域差分法（ＦＤＴＤ），并选取金属银作为超透镜以实现完美聚焦的光学材料，创新性地研究银膜的形状及与光源的距离等参数对其作为超透镜实现完美聚焦的可实现性；另外，本文首次对光波通过金属后的聚焦与成像进行了理论计算。
通过理论模拟计算，分析应用银膜作为超透镜可以使物体成像的分辨率大为提高，从而体现出超透镜的优越性。
第17卷 第11期强激光与粒子束V o l .17,N o .112005年11月H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L E B E AM SN o v .,2005文章编号: 1001-4322(2005)11-1635-04基于“猫眼效应”的超视距视轴对准可行性分析*葛成良1,2, 张 凯2, 叶一东2, 范国滨2, 梁 正1(1.电子科技大学物理电子学院,四川成都610054; 2.中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900) 摘 要: 根据光电探测器的“猫眼效应”,针对成像光学系统的视轴,从理论上分析了利用激光对超视距系统进行视轴对准的可行性,特别分析了激光器输出功率参数、接收探测器焦平面是否离焦等关键参数。
研究结果表明,基于“猫眼效应”的超视距系统进行视轴对准在理论上和实验设计上是可行的。
关键词: “猫眼效应”; 超视距; 视轴(L O S ,l i n e o f s i g h t ); 对准 中图分类号: T N 29 文献标识码: A超视距(几百、上千k m )光学信号的传递,例如空间光通信,需要一个基本的前提条件,即发射方和接收方的光学天线视轴应基本对准。
将双方对准可以采用很多办法,如无线通信、目标特征识别和姿态控制等。
这些方法的一个不足之处在于其系统的分辨率不足以满足系统对准的需求,通常是靠增加激光功率和光束发散角的方法来实现“对准(p o i n t i n g )”。
而且,如果接收方处于“不合作”姿态时,只有在某个未知的时刻才将其视轴(L O S )对准发射方,那么此时视轴的对准就显得更加困难了。
利用光电探测器的“猫眼效应”能够圆满解决这一问题。
F i g .1 O p t i c a lm o d e l o f “c a t e ye ef f e c t ”图1 “猫眼效应”光学模型对于成像光学系统的光电探测器而言,“猫眼效应”是其固有的特征之一[1～9]。
第17卷 第11期强激光与粒子束V o l .17,N o .112005年11月H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L E B E AM SN o v .,2005文章编号: 1001-4322(2005)11-1635-04基于“猫眼效应”的超视距视轴对准可行性分析*葛成良1,2, 张 凯2, 叶一东2, 范国滨2, 梁 正1(1.电子科技大学物理电子学院,四川成都610054; 2.中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900) 摘 要: 根据光电探测器的“猫眼效应”,针对成像光学系统的视轴,从理论上分析了利用激光对超视距系统进行视轴对准的可行性,特别分析了激光器输出功率参数、接收探测器焦平面是否离焦等关键参数。
研究结果表明,基于“猫眼效应”的超视距系统进行视轴对准在理论上和实验设计上是可行的。
关键词: “猫眼效应”; 超视距; 视轴(L O S ,l i n e o f s i g h t ); 对准 中图分类号: T N 29 文献标识码: A超视距(几百、上千k m )光学信号的传递,例如空间光通信,需要一个基本的前提条件,即发射方和接收方的光学天线视轴应基本对准。
将双方对准可以采用很多办法,如无线通信、目标特征识别和姿态控制等。
这些方法的一个不足之处在于其系统的分辨率不足以满足系统对准的需求,通常是靠增加激光功率和光束发散角的方法来实现“对准(p o i n t i n g )”。
而且,如果接收方处于“不合作”姿态时,只有在某个未知的时刻才将其视轴(L O S )对准发射方,那么此时视轴的对准就显得更加困难了。
利用光电探测器的“猫眼效应”能够圆满解决这一问题。
F i g .1 O p t i c a lm o d e l o f “c a t e ye ef f e c t ”图1 “猫眼效应”光学模型对于成像光学系统的光电探测器而言,“猫眼效应”是其固有的特征之一[1～9]。
简单而言,“猫眼效应”就是光电探测器能够原路反射入射的激光光束的效应,其光学模型见图1[1]。
图中,F 表示透镜变换平面,T 表示变换平面(探测器光敏面)。
“猫眼效应”的关键之处就在于目标回波强度远远大于其它类型目标的激光回波。
因此,当成像光学系统视线对准发射方的激光反射天线时,在发射方就会有从接收方反射回来的激光信号。
这样,当发射方接收到的激光功率处于峰值状态时,就可以认为双方的视轴正处于对准状态;反之,则接收方和发射方的视轴没有对准或者说没有完全对准。
这在原理上是可行的,但还有一个关键问题,那就是回光信号的功率问题。
文献[2]在近300m 的距离上开展了基于“猫眼效应”的激光侦察实验研究,文献[3～5]也针对“猫眼效应”开展了相应的理论和实验研究。
这些研究反映了基于“猫眼效应”的目标侦察的理论可行性和实验可行性,而对于超视距条件下的目标识别以及光轴对准均未能涉及。
本文结合一些特定的系统参数,针对激光器的输出功率参数以及光敏面是否离焦等参数,对基于“猫眼效应”的成像光学系统视轴对准问题进行了理论分析。
理论分析结果表明,在不显著提高激光器输出功率并且其它系统参数也进行保守选择的条件下,回光信号的功率足以满足探测器的要求,能够实现成像光学系统视轴对准。
1 计算参数选择和实验设计为了物理图像的清晰,选择了一些假定的、相对保守的计算参数。
这些参数都来源于一些通用的商业系统。
成像光学系统距离发射系统为1000k m ,其光电探测器为电荷耦合器件(C C D )。
发射系统采用共孔径光学系统。
用于“猫眼效应”的光电探测器为普通的光电器件。
在发射系统的出口处,激光的能量选择为0.5J 。
激光脉冲的重复频率为1000H z ,脉冲宽度为10n s ,波长为0.53µm 。
扩束后激光光束发散角为0.1m r a d 。
接收系统口径选择为600m m 。
成像光学系统的光学口径为100m m ,其焦平面的表面反射率为0.01。
焦平面*收稿日期:2005-04-18; 修订日期:2005-07-12基金项目:国家863计划项目资助课题;中国工程物理研究院基础研究基金资助课题。
作者简介:葛成良(1971-),博士生,助研,主要从事光电工程方面的研究;绵阳919信箱1012分箱;E -m a i l :gc h l @263.n et 。
的离焦量选择为0.1m m 。
整个系统的计算参数见表1(这些参数的选择仅仅具有参考意义,并不针对任何现有系统)。
表1 系统参数模型T a b l e 1 M o d e l o f s ys t e m p a r a m e t e r s t r a n s m i t t e r s ys t e m t a r g e t o p t i c a l s ys t e m e n e r g y o f l a s e r a t t h e e x i t p u pi l :0.5J o p t i c a l a pe r t u r e of s a t e l l i t e :0.1m wi d t ho f l a s e r p u l s e :10n s f o c a l l e n g t ho f o p t i c a l s y s t e m :1m p u l s e r e pe t i t i o n :1000H z r ef l e c t i v i t y o f t h eF P Ao f s a t e l l i t e :0.01 w a v e l e n gt h :0.53µm d e f o c u s o fF P A :0.1m m d i v e r g e n c y :0.1m r a d (a f t e r e x pa n d e r )e f f i c i e n c y o fB i -r a n g e η2:0.3 d i s t a n c e o f p r o p a g a t i o n :1000k m a pe r t u r e of r e c e i v e r :0.6m 系统的实验布局示意图见图2。
激光器发射的激光首先经过分束器分为发射光束和监测光束。
监测光束用于实验监测经过的功率以便与激光回光进行对比。
经过扩束后将激光发散角压缩为0.1m r a d 。
扩束后的激光传播1000k m 后到达需对准的光电探测系统,由于“猫眼效应”,该光电探测系统的激光回波将基本沿原光路返回激光发射扩束系统,经扩束系统缩束后通过窄带滤光片,再经分束器反射,最后由光电探测器接收。
这就是基本的实验流程。
F i g .2 S c h e m a t i c o f p r e d i c t i o no fL O So f o p t i c a l i m a g i n g s ys t e m 图2 成像光学系统视轴对准实验布局示意图2 计算及结果下面,我们根据以上的设定对整个传输过程进行计算。
这里还要假定,成像光学系统始终处于发射系统的视场内(这是发射系统跟踪机架的问题,目前的跟踪机架能够稳定地精确跟踪低角速度运动目标)。
整个计算流程如图3所示。
在不考虑大气的整体衰减、不考虑湍流等其它大气因素(外大气层空间)的条件下,到达目标光学系统孔径的激光能量显然只与光束发散有关。
所以,我们就得到了在目标光学系统入口处激光能量表达式E 1=E 0(D /L θ1)2=E 0×[0.1m /(1000k m ×100µr a d )]2=1.0×10-6E 0(1)式中:E 0为发射系统出口处的激光能量;D 为目标光学系统孔径;L 为激光传输距离;θ1为光束发散角(全角)。
此时,忽略了激光发射孔径对激光光束的影响(将发射孔径看作点源)。
从成像光学系统发射出来的激光能量E 2可表示为E 2=T E 1=0.01×1.0×10-6E 0=1.0×10-8E 0(2)式中:T 为焦平面的反射率以及成像光学系统衰减之和。
如果不考虑目标光学系统的损耗(不存在数量级上的损失),则主要的能量损失就是探测器光敏面的吸收。
从目标光学系统发出的激光光束的发散角要考虑光敏面在焦点上和光敏面不在焦点上两种情况。
如果光敏面位于焦点上,那么可以用目标光学系统衍射极限来表示从目标反射回来的激光光束发散角,其表达式为θ2=2.44λ/D =2.44×0.53µm /10c m =13µr a d (3)6361强激光与粒子束第17卷F i g .3 F l o wd i a g r a mo f c a p a b i l i t y a n a l ys i s 图3 可行性分析的计算流程光敏面在焦点后0.1m m 时,根据牛顿公式[10],光敏面离焦所造成的光束发散角θΔ为5µr a d 。
其示意图见图4,具体计算表达式为f 2=x ·x '⇒x '=f 2/x =104m ⇒θΔ=D/x '=0.05m /104m =5µr a d (4)式中:x 为离焦量;f 为光学系统等效焦距;x '为像点到左焦点的像距。
此时,返回激光的发散角为θ3=θ2+θΔ=18µr a d。
F i g .4 B e a md i v e r g e n c e c a u s e db y de f o c u s o fF P A 图4 光敏面离焦所造成的光束发散同样,我们可以得到激光从目标反射回发射系统光学孔径的能量为E 3=E 2(D 2/L θ2)2=E 2×[0.6m /(1000k m ×18µr a d )]2=1.11×10-11E 0(5) 反射回来的激光进入接收系统后,接收系统会对激光进行衰减,所以,接收系统探测器接收到的能量为E =η2E 3=0.3×1.11×10-11E 0=1.67×10-12J (6) 此时,接收系统的效率考虑了双程的损耗(共孔径)。
E 的值相当于光子数n =1.67×10-12/(3.75×10-19)=0.45×107。
7361第11期葛成良等:基于“猫眼效应”的超视距视轴对准可行性分析得到激光的能量后,我们可以计算出探测器接收到的激光峰值功率和平均功率分别为P p e a k =1.67×10-12J /10n s =0.167mW , P o v e r a ge =1.67×10-12J ×1000/s =1.67n W (7)3 讨 论针对光电探测器接收系统的“猫眼效应”,通过计算分析,我们得到了发射系统能够接收的激光脉冲能量以及对应的激光峰值功率和平均功率。
