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1、航天控制Apr12009·96·AerospaceControlVol127,No.2采用CCD成像裝置測(cè)量激光引信3發(fā)射光光束束寬的方法研究1222黃代政陳海清向曉燕楊國(guó)元1.桂林醫(yī)學(xué)院,廣西桂林5410042.華中科技大學(xué)光電學(xué)院,湖北武漢430074摘要根據(jù)激光引信中線(xiàn)性陣列激光二極管的特點(diǎn),應(yīng)用基于CCD的二階矩法進(jìn)行光束束寬的測(cè)量,對(duì)測(cè)量中圖像處理這一關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了討論,重點(diǎn)分析了應(yīng)用自適應(yīng)積分法來(lái)獲取光強(qiáng)分布二階矩的最優(yōu)積分范圍。結(jié)果表明,此方法能夠很好的完成測(cè)量。關(guān)鍵詞陣列激光二極管
2、;光束寬度;自適應(yīng);二階矩中圖分類(lèi)號(hào):TN957.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100623242(2009)0220096204ResearchonMeasuringBeamWidthoftheLinearArrayDiodeLaserinLaserFuzeSystembyUsingCCD1222HUANGDaizhengCHENHaiqingXIANGXiaoyanYANGGuoyuan1.GuilinMedicalCollege,Guilin541004,China2.Optoelectron
3、icsCollegeofHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,ChinaAbstractAccordingtothecharacteristicofthelineararraydiodelaserusedinlaserfuzesystem,thewayofsecond-ordermomentbasedonCCDisusedtomeasurethebeamwidth.Theimageprocessingisdis2cussed,wh
4、ichisthekeycomponentinthemeasurement.TomitigatetheinfluenceofCCDnoise,anewa2daptiveintegralalgorithmispresented,whichcanobtainappropriaterangetointegratelightdistribution.Theresultindicatesthismeasurementmethodisfeasible.KeywordsLineararraydiodelaser;
5、Beamwidth;Adaptive;Second-ordermoment[1]引信中,為了擴(kuò)大功率和目標(biāo)掃描范圍,以控制數(shù)乘積,每個(gè)陣列光束模式不是高斯基模戰(zhàn)斗部的引爆,使用的是線(xiàn)性陣列激光二極管。它TEM00,而是TEM10模,其光斑如圖1所示。的光束特性不同于單個(gè)激光二極管,不僅依賴(lài)于每對(duì)于線(xiàn)性陣列激光二極管束寬的定義,仍然采個(gè)子陣列的光束參數(shù),而且依賴(lài)于子陣列之間的非用和單個(gè)激光二極管一樣的定義方法。根據(jù)ISO/[2]發(fā)射區(qū)寬度,其光束是各子陣列或?qū)捗婕す獍l(fā)射器TR11146-3-2004
6、推薦的束寬定義,由于線(xiàn)性陣光束的非相干疊加,每個(gè)子陣列都有相似的光束參列激光二極管發(fā)出的分散光束,光功率密度的采樣3國(guó)防重點(diǎn)項(xiàng)目(D90SS8021723)收稿日期:2007211207作者簡(jiǎn)介:黃代政(1976-),男,廣西賀州人,講師,碩士,主要研究方向?yàn)楣怆姍z測(cè)與控制;陳海清(1947-),男,江蘇南京人,教授,博士生導(dǎo)師,主要研究方向?yàn)楣怆娮蛹夹g(shù)及激光測(cè)試技術(shù);向曉燕(1982-),女,湖北宜昌人,碩士,主要研究方向?yàn)楣怆姍z測(cè);楊國(guó)元(1981-),男,江蘇儀征人,碩士,主要研究方向?yàn)楣鈱W(xué)
7、系統(tǒng)檢測(cè)。第27卷第2期黃代政等:采用CCD成像裝置測(cè)量激光引信發(fā)射光光束束寬的方法研究·97·-2kI(x,y)(x-x)dxdy2σx=kI(x,y)dxdy-2kI(x,y)(y-y)dxdy2σy=(2)kI(x,y)dxdy在x和y方向上的束寬分別為:圖1線(xiàn)性陣列激光二極管光斑dx=4×σx,dy=4×σy(3)通過(guò)在光軸z不同位置處測(cè)量,得到數(shù)個(gè)束寬不應(yīng)受光斑大小和形狀的限制,我們采用基于CCD值,然后采用雙曲線(xiàn)擬合的方法就可確定焦點(diǎn)位置的二階矩法進(jìn)行光束束寬的測(cè)量。和焦斑大小。雙曲線(xiàn)
8、擬合公式為:22d(z)=A+Bz+Cz(4)1測(cè)量原理確定雙曲線(xiàn)的系數(shù)A,B和C后,焦點(diǎn)的位置z0測(cè)量原理圖如圖2所示。和焦點(diǎn)處光斑的寬度d0為:2-BBz0=,d0=A-(5)2C4C激光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角是指經(jīng)過(guò)聚焦后光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角。在近軸條件下,光束的傳播方程為:2222d(z)=d0+θ0(z-z0)(6)式中θ0為遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角。結(jié)合(5)式可得到:θ0=C(7)1.激光器;2.透鏡;3.衰減器組;4.CCD圖象采集系統(tǒng);在本系統(tǒng)中,激光束只是通過(guò)了一塊平凸透鏡5.旋轉(zhuǎn)控制器
