激光学2

1 1 1 f u
通过测量感光二极管间距 ,感光屏半径 ,感光屏与透镜 的像距 ,透镜与反射点的物距可计算出最小光斑直径,最大测 量角度和透镜焦距f。
主要内容 引言 Fra bibliotek光半主动制导原理 激光半主动制导武器的防御对策 模拟激光导引头的设计
模拟激光目标指示器的设计
实验结果和分析
由于交战双方大量使用各种精确制导武器，使人们
对未来的战争形式有了全新的概念。
引言--制导技术的发展
3. 海湾战争进一步确认了未来高技术条件下战争的基
本模式。在今天精确制导武器装备的拥有程度和 运用能力已经成为衡量一个国家军事现代化程度
的重要标志之一。
4.目前，精确打击中应用最广泛的是激光制导技术。 随着电子信息技术和人工智能技术的不断发展 ,将
[2] 遥控飞行器装载的激光目标指示器
遥控飞行器载的激光目标指示器与前面的机载系统类似，只是机 内用了个可见光投射器。
[3] 直升机载激光指示器
有脊装式如英国的AF533型瞄准具、鼻锥式如美国的TADS、吊舱式如 美国的SPAL、旋翼顶部平台多种。
[4] 地面目标指示器
对于不设激光测距机的手持式指示器，甚至对三脚架式的GLLD、 MULE指示器来说，一般都采用发射、接受、观瞄光轴合一的结构。
惯性飞行的轨迹。
引言--导弹的分类
巡航导弹
依靠喷气发动机的推力和弹翼的气动升力，主要 以巡航状态在稠密大气层内飞行的导弹。旧称飞航式
导弹。从陆地、水面或水下发射的巡航导弹，由助推
器推动导弹起飞，随后助推器脱落，主发动机(巡航
发动机)启动，以巡航速度进行水平飞行；当接近目
标区域时，由制导系统导引导弹，俯冲攻击目标。从 空中发射的巡航导弹，投放后下滑一定时间，发动机

第二章习题课1.试利用往返矩阵证明对称共焦腔为稳定腔，即任意傍轴光线在其中可以往返无限多次，而且两次往返即自行闭合。

证明：设从镜M 1→M 2→M 1,初始坐标为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θ00r ，往返一次后坐标变为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θ11r =T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛θ00r ,往返两次后坐标变为⎪⎪⎭⎫⎝⎛θ22r =T ∙T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θ00r 而对称共焦腔，R 1=R 2=L 则A=1-2R L 2=-1 B=2L ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-2R L 1=0 C=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+121R L 21R 2R 2=0 D=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--211R L 21R L 21R L 2=-1 所以，T=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1001故，⎪⎪⎭⎫⎝⎛θ22r =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1001⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1001⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θ00r =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θ00r 即，两次往返后自行闭合。

2．试求平凹、双凹、凹凸共轴球面镜腔的稳定性条件。

解：共轴球面腔的稳定性条件为0<g 1∙g 2<1,其中g 1=1-1R L ,g 2=1-2R L（a 对平凹腔：R 2=∞,则g 2=1,0<1-1R L<1，即0<L<R 1 (b)对双凹腔：0<g 1∙g 2<1, 0<⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-21R L 1R L 1<1 LR >1，LR >2或L R <1L R <2且LR R >+21(c)对凹凸腔：R 1=1R ,R 2=-2R ,0<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-21R L 1R L 1<1，L R >1且LR R <-||213．激光器的谐振腔由一面曲率半径为1m 的凸面镜和曲率半径为2m 的凹面镜组成，工作物质长0.5m ，其折射率为1.52，求腔长L 在什么范围内是稳定腔。

读一读
激光 人类 手电筒 炮弹 特殊
削铁如泥
聚集 所以 播放
而且 强大
指挥棒 变幻 门缝
激光说：
边听边划：
பைடு நூலகம்
划出你觉得神奇或者是不能
理解的地方。
我叫“激光”，是人类制造出来 的一种特殊的光。

我和太阳、电灯、手 电筒的光都不一样。它们 是散开的，我是集中起来 向一个方向发射。
太阳、电灯、手电筒的光是
＿＿＿＿。 激光的光是＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿。
散开——集中
人们让我把很多的能量聚集
到一点上，就成了削铁如泥的 激光刀。
你会默读吗？
边读边做：
认真找找我们人类利用激 光做什么呢？
在工厂里
在医院里
在战场上
我知道激光
学习了这一课，以后和别人
谈论起激光，你会说些什么呢？
能说会道
我就像彩色的指挥棒在夜空中飞
舞。 1、彩色的蝴蝶在花丛中飞舞。 2、彩色的礼花飞舞着冲上天空。
小朋友再见！

可以证明，在对称共焦腔内，任意傍轴光线可往返多次
而不横向逸出，而且经两次往返后即可自行闭合。
整个稳定球面腔的模式理论都可以建立在共焦腔振荡理 论的基础上，因此，对称共焦腔是最重要和最具有代表性的 一种稳定腔。
3.平行平面腔——由两个平面反射镜组成的共轴谐振腔
R1=R2=∞，g1=g2=1， g1 g2=1
图(2-2) 共轴球面腔的稳定图
➢凹凸稳定腔，由一个凹面镜和一个凸面镜组成，对应图中5区和6区。
➢ (g1>1,g2<1; g2>1,g1<1)
➢共焦腔，R1＝R2＝L，因而，g1=0，g2=0，对应图中的坐标原点。(特殊的稳定腔) ➢半共焦腔，由一个平面镜和一个R=2L的凹面镜组成的腔,对应图中E和F点g1=1，g2=1/2
1. 工作物质 2. 激励能源
受激辐射>受激吸收
3. 光学谐振腔
受激辐射>自发辐射
是否只要具备激励能源和工作物质就一定可以实 现粒子数反转？ 粒子数反转和什么因素有关？
速率方程方法: 量子理论的一种简化形式
——速率方程理论：把光频电磁场看成量子化的光子，把 物质体系描述成具有量子化能级的粒子体系。
(三)临界腔: g1 g2 = 0 , g1 g2= 1
临界腔属于一种极限情况,其稳定性视不同的腔而不同. 在谐振理论研究和实际应用中,临界腔具有非常重要的意义.
1.对称共焦腔——腔中心是两镜公共焦 点且：
R1=L
R2=L
R1= R2= R = L=2F F——二镜焦距
F
L
∵ g1 = g2 = 0 ∴ g1 g2 = 0
简化前提: 忽略量子化辐射场的位相特性及光子数的起伏特 性
优点: 形式特别简单, 且可给出激光的强度特性，并粗略描 述烧孔、兰姆凹陷、多模竞争等效应