基于He-Ne激光光束漂移的误差检测

摘要

在激光对抗技术研究中，激光光束的漂移是激光武器系统的固有特性。本文就基于He-Ne激光器，对它进行了光束漂移的误差检测。 本文介绍了He-Ne激光器的工作原理，剖析了内腔式He-Ne激光器的结构，理论分析了引起He-Ne激光器光束漂移的因素，重点说明了激光器谐振腔内两极间的温差是引起光束平行漂移和角度漂移的主要原因，探讨了光束漂移对激光武器系统的影响，提出了减小光束漂移的措施。 在光束漂移的检测方面，指出了13PSQ002型四象限光电二极管是实验系统的关键器件，理论计算了输出光电流，推导了四象限探测器定位光斑圆心的计算公式。 在实验系统设计中，完成了光束漂移检测的光路系统设计和电路系统设计。在光路系统设计方面，创新地采用了聚焦缩束透镜组控制光束，提高了检测精度。利用长焦距准直透镜，成功地分离了光束的平行漂移和角度漂移，精确地检测出了光束的角度漂移。 检测实验完成后，记录了实验原始数据，通过计算公式，得到了光束的平行漂移和角度漂移。绘制了光束随时间变化和光程变化的平行漂移和角度漂移特性曲线，对光束的平行漂移和角度漂移进行了误差计算，然后分析了误差产生的原因，得出了实验研究结论。

目录

文摘

英文文摘

声明及长春光学精密机械与物理研究所硕士学位论文原创性声明

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外对激光光束漂移所采用的检测方法

1.3激光光束漂移的原因及检测光束漂移的关键技术

1.4本论文的主要研究内容及其意义

第二章He-Ne激光器光束漂移的机理分析及光束漂移的影响

2.1引言

2.2 He-Ne激光器工作原理

2.3内腔式He-Ne激光器的结构及特点

2.4 He-Ne激光光束漂移的理论分析

2.4.1温差引起光束平行漂移和角度漂移的理论分析

2.4.2空气波动对光束影响的理论分析

2.5光束漂移的影响及减小光束漂移的措施

第三章四象限光电二极管检测光束漂移的实验理论

3.1引言

3.2光电探测技术的基本理论

3.2.1光电转换定律

3.2.2光电转换输出电流的理论计算

3.3四象限光电二极管检测光束漂移的原理及理论公式的推导

第四章检测光束漂移的实验系统设计

4.1引言

4.2实验系统框架图

4.3光束漂移检测的光路系统设计

4.3.1聚焦缩束透镜组

4.3.2衰减片

4.3.3分束器

4.3.4激光功率计

4.4光束漂移检测的电路系统设计

4.4.1 OPA27A型运算放大器

4.4.2 INA105BM型差动运算放大器

第五章光束平行漂移和角度漂移的分离

5.1引言

5.2平行漂移和角度漂移分离的检测原理

5.3国外对光束漂移分离所采用的方法

第六章光束漂移特性曲线的绘制及光束漂移的误差计算和数据处理

6.1光束漂移实验的数据记录及漂移特性曲线

6.1.1光程为0.5m时随时间变化的光束总漂移特性曲线

6.1.2不同光程随时间变化的光束角度漂移特性曲线

6.1.3不同光程随时间变化的光束平行漂移特性曲线

6.2检测光束平行漂移和角度漂移的实验结果、误差计算及数据处理

6.2.1实验结果、数据处理和随机误差的计算

6.2.2实验重复性误差的计算

6.3实验研究结论及实验误差的分析

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的文章

致谢