高能激光系统试验与评估PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 高能激光系统及应用发展概述 1

1.2 高能激光系统试验与评估概述 3

参考文献 4

第2章 高能激光系统 6

2.1 概述 6

2.2 高能激光器分系统 6

2.2.1 二氧化碳激光器 6

2.2.2 氟化氢／氟化氘化学激光器 8

2.2.3 氧碘化学激光器 10

2.2.4 二极管泵浦固体激光器 12

2.2.5 光纤激光器 14

2.3 捕获跟踪瞄准分系统 16

2.3.1 ATP系统构成及工作原理 16

2.3.2 主激光发射单元 17

2.3.3 探测单元 17

2.3.4 跟踪控制单元 17

2.4 自适应光学分系统 17

2.4.1 光束稳定单元 18

2.4.2 内光路光束净化单元 18

2.4.3 大气传输的自适应补偿单元 18

2.5 指挥控制分系统 19

2.5.1 外部信息交互 19

2.5.2 技术状态汇总及信息处理 19

2.5.3 动作指令控制 19

2.6 高能激光系统主要性能参数 20

2.6.1 出光能力 20

2.6.2 远场辐照度 21

2.6.3 捕获能力 22

2.6.4 跟踪瞄准能力 22

参考文献 22

第3章 高能激光系统试验 24

3.1 技术集成试验 24

3.1.1 分系统性能测试试验 24

3.1.2 高能激光系统出光能力测试试验 25

3.2 跟踪瞄准试验 25

3.2.1 跟踪瞄准试验概述 25

3.2.2 跟踪瞄准试验模式 26

3.3 激光大气传输试验 28

3.3.1 激光大气传输试验概述 28

3.3.2 激光大气传输试验设计 30

3.3.3 激光大气传输试验结果及分析 33

3.4 辐照效应试验 34

3.4.1 材料与器件的辐照响应与损伤试验 34

3.4.2 部件结构与功能的毁伤试验 35

3.5 大系统级演示验证试验 36

3.5.1 MIRACL/SLBD对导弹／无人机的毁伤试验 37

3.5.2 ABL导弹助推段拦截试验 37

3.5.3 LaWS无人机毁伤试验 37

3.5.4 海上激光演示系统的船只毁伤试验 37

参考文献 38

第4章 出光能力测量技术 40

4.1 概述 40

4.2 能量和功率测量 41

4.2.1 水循环式全吸收能量计 41

4.2.2 固态全吸收能量计 44

4.2.3 量热阵列 47

4.2.4 出光功率测量 52

4.3 光束质量测量 53

4.3.1 焦平面成像法 54

4.3.2 漫反射成像法 57

4.4 出光能力综合测量 58

参考文献 58

第5章 辐照度测量技术 60

5.1 概述 60

5.2 光电探测器测量技术基础 60

5.2.1 光电探测器概述 60

5.2.2 HgCdTe材料和探测器特性 63

5.2.3 InSb材料和探测器特性 67

5.2.4 PbSe材料和探测器特性 70

5.2.5 InGaAs材料和探测器特性 70

5.2.6 PbS材料和探测器特性 71

5.3 阵列式光电靶斑仪测量技术 72

5.3.1 基本原理和系统构成 72

5.3.2 高能激光衰减取样技术 73

5.3.3 结构设计和数据处理 78

5.3.4 标定和不确定度分析 79

5.4 斩波式光电阵列测量技术 80

5.4.1 基本原理 80

5.4.2 空间取样及衰减算法 81

5.4.3 结构设计 84

5.4.4 标定和不确定度分析 86

5.5 重频激光光电阵列测量技术 86

5.5.1 低重频脉冲激光辐照度分布测量技术 86

5.5.2 高重频脉冲激光辐照度分布测量技术 87

参考文献 88

第6章 探测跟踪瞄准能力测量技术 89

6.1 高能激光系统捕获跟踪瞄准概述 89

6.1.1 捕获跟踪瞄准工作过程 89

6.1.2 跟踪瞄准误差概念 90

6.2 高能激光系统探测能力测量分析 90

6.2.1 天光背景特性及测量 91

6.2.2 空间目标特性 92

6.2.3 探测能力测量分析 93

6.3 高能激光系统跟踪精度测量技术 94

6.3.1 测试原理 94

6.3.2 数据处理 95

6.3.3 测量不确定度分析 95

6.4 高能激光系统瞄准精度测量技术 95

6.4.1 测试原理 95

6.4.2 数据处理 96

6.4.3 测量不确定度分析 96

参考文献 97

第7章 高能激光大气传输 98

7.1 大气的结构与组成 98

7.1.1 大气结构 98

7.1.2 大气组分 100

7.2 大气吸收、散射 102

7.2.1 大气吸收 102

7.2.2 大气散射 104

7.2.3 大气衰减常用的计算软件 104

7.3 大气折射 106

7.3.1 大气折射率及其随高度的分布 106

7.3.2 蒙气差及蒙气色差 107

7.4 大气湍流效应 108

7.4.1 大气光学湍流特性 108

7.4.2 湍流对光波传输的影响 110

7.5 大气热晕效应 113

7.5.1 准直光束均匀路径 114

7.5.2 聚焦光束 114

7.5.3 上行传输 115

7.5.4 激光传输代数模型 117

7.6 受激拉曼散射和大气击穿 119

7.6.1 受激拉曼散射 119

7.6.2 大气击穿 119

7.7 大气光学参数测量 121

7.7.1 整层大气透过率测量 121

7.7.2 大气湍流参数测量 122

7.8 高能激光大气传输数值模拟 123

7.8.1 光场传输方程 124

7.8.2 自由空间中光波传输的数值模拟方法 125

7.8.3 湍流大气中折射率起伏的模拟-相位屏法 126

7.8.4 热晕效应中密度的数值模拟 128

7.8.5 热晕与湍流联合效应的数值模拟 130

参考文献 130

第8章 激光辐照效应测试与分析 132

8.1 激光与材料的耦合测试 132

8.1.1 激光的材料耦合系数 132

8.1.2 耦合特性的测量 133

8.2 辐照损伤相关的材料特性 137

8.2.1 金属材料 137

8.2.2 复合材料 138

8.2.3 光学材料 140

8.2.4 涂层与膜层 141

8.3 材料的热力损伤响应测试技术 143

8.3.1 激光辐照金属的热-力响应 143

8.3.2 复合材料与涂层的烧蚀测量 146

8.3.3 光学材料与薄膜的损伤检测 148

8.3.4 辐照响应的实时综合测量技术 150

8.3.5 损伤的事后分析技术 151

8.4 结构部件的激光辐照响应与损伤测试分析 153

8.4.1 厚壁含能结构的激光热引爆 153

8.4.2 轴压薄壁壳体结构的激光辐照失稳 155

8.4.3 内压薄壳激光辐照的热-力联合毁伤 156

8.4.4 蜂窝夹层复合材料结构激光烧蚀损伤 158

8.5 功能部件的激光辐照响应与损伤测试分析 161

8.5.1 光学探测组件的干扰损伤 161

8.5.2 导引系统的功能失效 165

参考文献 169

第9章 高能激光系统效能评估 172

9.1 高能激光系统效能评估概述 172

9.1.1 效能评估的概念和模型 172

9.1.2 高能激光系统效能评估模型 173

9.1.3 高能激光系统能力评估模型 174

9.2 高能激光系统可靠性评估方法 175

9.2.1 高能激光系统组成及任务剖面 175

9.2.2 系统可用性评估方法 176

9.2.3 系统可信性评估方法 176

9.3 捕获能力评估方法 177

9.3.1 天光背景 177

9.3.2 目标亮度 179

9.3.3 系统捕获条件 180

9.4 目标处激光参数评估方法 180

9.4.1 激光大气传输模型 181

9.4.2 靶面长曝光功率密度 182

9.4.3 远场光斑形状分析 183

9.4.4 靶面激光瞬时功率密度概率分布 183

9.4.5 激光参数、大气参数的统计模型 184

9.5 目标毁伤效应评估方法 185

9.5.1 目标毁伤的表征方法 186

9.5.2 目标毁伤效应评估方法 187

9.5.3 典型目标毁伤效应评估 188

参考文献 194