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收系数的增大而增大,随着风速光斑半径的增大而减小。
关键词光学光束质量内光路强激光系统热晕效应随着高功率激光器的出现以及它在工业国防等领域的广泛应用,强激光大气的传输问题受到普遍重视。
只要激光功率达到定程度时,激光就会和大气介质相互作用,而产生多种线性和非线性光学效应,其中热晕效应是影响德马丁公司激光武器新进展光电技术应用,蒲桃园高能激光大气传输热晕效应分析成都电子科技大学,张岩岫,王冰,马娜,等高能激光大气传输通道模拟装臵设计光电技术应用,田春雨,李庆轩基于相干长度测量的水平方向大气湍流特性验证分析光电技术应用,金钢,刘顺发,李树民,等激光热效应对光束控制系统发射光束质量的影响中国激光,刘顺发,金钢,陈洪斌探讨内光路传输时的热晕效应问题光学论文路传输系统中,由热晕负透镜效应所带来的光束质量恶化程度已可明显观测,同时实验还表明,内光路气体流动与密封充氮是两种行之有效的解决手段,可以在工程设计阶段予以考虑。
结论阐述大气热晕效应对传输激光光束质量的影响特点,重点分析了在强激光系统内光路传输过程中,由于细光束的高功率密度对系统内传输气体介质进行加热而导致的热晕效应,进而恶化系统光束质量。
对内光路验证吸收系数参数的影响,实验结果如图所示。
图热晕效应对光束质量的影响风速图热晕效应对光束质量的影响吸收系数分析实验结果,在密闭腔室内无气体流动时,风速很小,有气体流动时则风速较大,理论上风速越大热晕对光束质量的影响越小,实验结果显示,气体流动状态下光束质量由降到,符合预期。
在波段附近大气对激光的吸收主要是水气起作用,而氮气则基本不吸环境后,由绝大多数能量被高反镜反射进全吸收功率计中作废光处理,透射的小功率光束经过长焦汇聚系统,进入放臵在远场焦面的成像中,利用测量的数据计算激光的光束质量。
在该实验系统中,强激光加热大气所造成的热晕效应主要发生在腔室内外两段大气部分,由于实验条件的限制,无法在腔室内直接对强激光进行分光,但在对比实验过程中,腔室外大气环境基本保持不变,作者通过在实验室搭建套高功率密度内光路远场光束质量测量系统,对内光路传输介质的部分条件进行控制,实验验证了内光路热晕效应的影响,以及两种手段对消除热晕影响的积极作用。
在套已经成型的强激光系统中,输出激光功率内光路传输距离光斑尺寸等指标是固定的,想要降低内光路热晕效应的影响,可以从内部风速和气体吸收系数两个参数入手,使内光路的气体流动起来以提升风速畸变参数描述其热晕特性为式中,衍射参数,对于光束质量为的情况,。
探讨内光路传输时的热晕效应问题光学论文。
图无风时高能激光大气传输热晕效应示意图图有风时高能激光大气传输热晕效应示意图迄今,对强激光的大气传输,特别是在外光路,即室外大气中传输时热晕的影响已作了许多理论和实验研究,术应用,金钢,刘顺发,李树民,等激光热效应对光束控制系统发射光束质量的影响中国激光,刘顺发,金钢,陈洪斌,等激光通道传输热效应仿真光电工程季小玲,陶向阳,吕百达,等内光路热效应和像差对远场光束质量的影响激光技术,张建晖,史春鹏强激光内光路传输的热晕效应实验研究光电技术应用,。
探讨内光路传输时的热晕效应问题光学论文。
作者通过在实验室传输过程中,由于细光束的高功率密度对系统内传输气体介质进行加热而导致的热晕效应,进而恶化系统光束质量。
对内光路热晕效应的影响因素进行了定性分析,实验验证了内光路热晕效应的存在以及内光路气体流动与密封充氮两种手段对消除热晕影响的积极作用,同时总结了强激光系统设计过程中,降低内光路热晕影响的几点思路,对更高功率量级的强激光系统工程研制有指导意义。
参考文示,气体流动状态下光束质量由降到,符合预期。
在波段附近大气对激光的吸收主要是水气起作用,而氮气则基本不吸收该波段的激光,所以充入干燥高纯氮气能有效降低吸收系数,从而降低热晕对光束质量的影响,实验结果显示,充干燥氮气状态下光束质量由降到,同样符合预期。
受限于实验条件,无法准确测量密闭腔室内的风速和吸收系数数值,仅能定性分析影响热晕效应对光束探讨内光路传输时的热晕效应问题光学论文对实际的强激光系统,从激光器输出的光束要经过光束控制系统亦称内光路扩束后再经大气传输。
尽管激光在内光路中的传输距离典型值为数米至数十米与大气传输距离典型值为数公里至数十公里相比很短,但由于光束在内光路传输过程中,特别是经过发射系统扩束前,光束般较细,功率密度很高,内光路气体介质的热效应热晕对远场光束质量可能会产生很大影响,对此仅有不多的研究结果报道输出的光束要经过光束控制系统亦称内光路扩束后再经大气传输。
尽管激光在内光路中的传输距离典型值为数米至数十米与大气传输距离典型值为数公里至数十公里相比很短,但由于光束在内光路传输过程中,特别是经过发射系统扩束前,光束般较细,功率密度很高,内光路气体介质的热效应热晕对远场光束质量可能会产生很大影响,对此仅有不多的研究结果报道,。
对于般非准直光束,由部分,由于实验条件的限制,无法在腔室内直接对强激光进行分光,但在对比实验过程中,腔室外大气环境基本保持不变,实验结果的差异可以认为仅由腔室内实验条件的改变造成。
实验中激光准直输出光斑功率为,尺寸为,波长,腔室内激光传输光程为,腔室外截止至高反镜前的光程为,远场汇聚系统焦距为。
共进行了以下两组对比实验利用腔室内安装的风扇工作与否改变内光搭建套高功率密度内光路远场光束质量测量系统,对内光路传输介质的部分条件进行控制,实验验证了内光路热晕效应的影响,以及两种手段对消除热晕影响的积极作用。
图无风时高能激光大气传输热晕效应示意图图有风时高能激光大气传输热晕效应示意图迄今,对强激光的大气传输,特别是在外光路,即室外大气中传输时热晕的影响已作了许多理论和实验研究,对实际的强激光系统,从激光器献苏毅,万敏高能激光系统北京国防工业出版社,吕百达强激光的传输与控制北京国防工业出版社,张冬燕,张洁洛克希德马丁公司激光武器新进展光电技术应用,蒲桃园高能激光大气传输热晕效应分析成都电子科技大学,张岩岫,王冰,马娜,等高能激光大气传输通道模拟装臵设计光电技术应用,田春雨,李庆轩基于相干长度测量的水平方向大气湍流特性验证分析光电量的影响,但该工作依旧有很强的工程意义。
通过实验可以看出,在万瓦每平方厘米功率密度量级米级传输光程的强激光内光路传输系统中,由热晕负透镜效应所带来的光束质量恶化程度已可明显观测,同时实验还表明,内光路气体流动与密封充氮是两种行之有效的解决手段,可以在工程设计阶段予以考虑。
结论阐述大气热晕效应对传输激光光束质量的影响特点,重点分析了在强激光系统内光路路气体流动状态,验证风速参数的影响,实验结果如图所示将腔室内充满常温高纯干燥氮气,对比充满普通空气的条件,验证吸收系数参数的影响,实验结果如图所示。
图热晕效应对光束质量的影响风速图热晕效应对光束质量的影响吸收系数分析实验结果,在密闭腔室内无气体流动时,风速很小,有气体流动时则风速较大,理论上风速越大热晕对光束质量的影响越小,实验结果显探讨内光路传输时的热晕效应问题光学论文图热晕效应实验研究示意图如图所示,由光纤激光器作为准直输出光源,激光先经过个密闭腔室,再在腔室经过小段普通大气环境后,由绝大多数能量被高反镜反射进全吸收功率计中作废光处理,透射的小功率光束经过长焦汇聚系统,进入放臵在远场焦面的成像中,利用测量的数据计算激光的光束质量。
在该实验系统中,强激光加热大气所造成的热晕效应主要发生在腔室内外两段大强激光大气传输的最严重的非线性问题之,。
分析上述推导过程可以看出,热晕对光束质量因子的影响与均呈现出正相关关系,回到表达式进行定性分析可以看出,热晕对光束质量因子的影响随着激光输出功率激光传输距离吸收系数的增大而增大,随着风速光斑半径的增大而减小。
在套已经成型的强激光系统中,输出激光功率内光路传输距离光斑尺寸等指标是等激光通道传输热效应仿真光电工程季小玲,陶向阳,吕百达,等内光路热效应和像差对远场光束质量的影响激光技术,张建晖,史春鹏强激光内光路传输的热晕效应实验研究光电技术应用,。
探讨内光路传输时的热晕效应问题光学论文。
分析上述推导过程可以看出,热晕对光束质量因子的影响与均呈现出正相关关系,回到表达式进行定性分析可以看出,热晕热晕效应的影响因素进行了定性分析,实验验证了内光路热晕效应的存在以及内光路气体流动与密封充氮两种手段对消除热晕影响的积极作用,同时总结了强激光系统设计过程中,降低内光路热晕影响的几点思路,对更高功率量级的强激光系统工程研制有指导意义。
参考文献苏毅,万敏高能激光系统北京国防工业出版社,吕百达强激光的传输与控制北京国防工业出版社,张冬燕,张洁洛克希收该波段的激光,所以充入干燥高纯氮气能有效降低吸收系数,从而降低热晕对光束质量的影响,实验结果显示,充干燥氮气状态下光束质量由降到,同样符合预期。
受限于实验条件,无法准确测量密闭腔室内的风速和吸收系数数值,仅能定性分析影响热晕效应对光束质量的影响,但该工作依旧有很强的工程意义。
通过实验可以看出,在万瓦每平方厘米功率密度量级米级传输光程的强激光内验结果的差异可以认为仅由腔室内实验条件的改变造成。
实验中激光准直输出光斑功率为,尺寸为,波长,腔室内激光传输光程为,腔室外截止至高反镜前的光程为,远场汇聚系统焦距为。
共进行了以下两组对比实验利用腔室内安装的风扇工作与否改变内光路气体流动状态,验证风速参数的影响,实验结果如图所示将腔室内充满常温高纯干燥氮气,对比充满普通空气的条件对系
