Лазерный мир

Степанов А.В., Титов А.Л. // Инженерный журнал: наука и инновации, #8(8)/2012, с:313-322, УДК 621.396.96

Изложены основы экспериментально-расчетного метода определения отражательных характеристик объектов в оптическом диапазоне. Дано описание разработанного экспериментального стенда для исследований отражательных характеристик мате-риалов и покрытий с возможностью перестройки рабочей длины волны. Представлена методика и некоторые из результатов измерений.

Совсем недавно для определения сигнальных характеристик объектов в лазерной локации применялись в основном измерения на уменьшенных моделях. Этот способ достаточно трудоемкий и дорогой. Также использовался расчетный способ определения сигнальных характеристик, в частности, эффективной площади рассеяния (ЭПР)объекта, при котором в качестве модели покрытия выбиралась модель идеального диффузного отражателя с коэффициентом отражения,близким коэффициенту отражения реального покрытия. Коэффициент отражения материалов и покрытий обычно измерялся на специальных приборах — спектрофотометрах. Для идеально-диффузной модели покрытия существуют законченные выражения для определения ЭПР объектов, представляющих собой совокупность тел вращения с поверхностями второго рода типа конус, цилиндр, сфера и плоскость,при заданном ракурсе наблюдения. Недостатки указанного расчетного способа — низкая точность оценки ЭПР объекта вследствие несоответствия характеристики покрытия и ее диффузной модели, а также не возможность оценки ЭПР объекта с более сложной поверхностью.

При энергетическом методе приема, в основном, применяемом в лазерной локации, ЭПР всего объекта о  рассчитывается как сумма ЭПР отдельных его элементов, при условии их освещенности (cos α j ≥ 0). Если цель представ- лена в виде некоторой совокупности простых тел типа конус, цилиндр, часть сферы, плоскости, то суммирование проводится сначала по поверхности одного тела с учетом его внешнего покрытия, а затем по всей цели.

В состав лазерного комплекса входят задающий лазерный генератор 1 , система сменных блоков 2 и источник питания 3 . Лазерный комплекс представляет собой систему из двух подсистем: подсистемы 1 , состоящей из YAG:Nd-лазера и генераторов 2-й, 3-й и 4-й гармоник, а также подсистемы 2 , включающей в себя перестраиваемый Ti:Sapphire-лазер, с генераторами 2-й, 3-й и 4-й гармоник. Генераторы вторых гармоник встроены внутрь корпусов самих лазеров, причем в YAG:Nd-лазере генератор второй гармоники постоянно подключен, а в Ti:Sapphire-лазере он подключается механически с помощью переключателя режимов.

При работе подсистемы 2 основным генератором излучения является Ti:Sapphire-лазер, перестраиваемый в диапазоне 700…960 нм. YAG:Nd-лазер, работающий в режиме генерации 2-й гармоники, является генератором излучения накачки Ti:Sapphire-лазера.

Управление режимом работы YAG:Nd-лазера и перестройкойTi:Sapphire-лазера осуществляется как с отдельного пульта, так ис компьютера системы управления и отображения информации стенда IV.Блоки 4 и 5 системы идентификации обеспечивают контроль те-кущей конфигурации лазерного комплекса и не допускает ошибочно-го сочетания, блокируя генерацию излучения.Фотоприемное устройство II состоит из трех (12,13и14)измерительных фотоприемников (ФП) фирмы Ophir, двух плоско-выпуклых длиннофокусных линз 15 и 16,объектива Кассегрена28 и перемещающейся платформы с приводом 23 и пультом управления 24. ФП12 типа PD25 и 13 типа PE9 , установленные на неподвижной платформе, служат для измерения импульсной энергии излучения непосредствен- но лазерного генератора. Линзы используются в качестве аттенюаторов излучения при измерениях энергии лазерного генератора.

Полное содержание статьи: http://engjournal.ru/articles/341/341.pdf