為分析激光發(fā)射系統(tǒng)的性能,需要測量激光光斑的絕對功率密度時空分布,探測器陣列靶是有效手段之一。為實現定量分析,需要對探測器陣列靶進行標定。探測器陣列靶單元數多,標定難度大,設計有效的標定系統(tǒng)十分重要。設計了一種新的標定系統(tǒng),該系統(tǒng)采用逐點掃描的方式,具有適用性廣、成本低、精度高等特點。并以某項目為例對標定系統(tǒng)的測量不確定度進行了測試分析,結果表明:可見光波段的測量不確定度為2.99%,近紅外波段的測量不確定度為3.62%,中紅外波段的測量不確定度為6.17%.該標定系統(tǒng)是探測器陣列靶標定的有效手段,值得借鑒。 

【文章來源】：紅外與激光工程. 2020年02期 北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

探測器陣列靶標定裝置示意圖

光束整形裝置的作用是將標定激光器輸出的高斯光束變?yōu)楣β拭芏确植驾^均勻的平頂光束。標定激光器輸出的光束一般為高斯光束，光束束寬很窄，光斑較小，而陣列靶的取樣孔及探測器的光敏面比較小，難以通過目視的方式進行嚴格的對準。為保證標定的準確性，在標定的光學系統(tǒng)中，需加入光束整形裝置，將高斯光束整形為光斑較大，且較均勻的平頂光束。該平頂光束的均勻性對最終的標定精度及標定效率有較大影響；平頂光束的均勻性越好，則標定精度更高，同時逐點掃描的速度可以更快，標定效率也更高。設計的光束整形裝置如圖2所示，激光光束經過擴束勻化器后，激光光斑變成直徑較大的高斯光束，該光束再經后級光束勻化器進行光束整形，最終變?yōu)楣β拭芏确植驾^均勻的平頂光束。分光鏡1的作用是將主光束按照固定比例分成兩路，其中一路光束由定標探測器模塊接收，另一路光束由陣列靶上待標定探測器單元接收。這里需要注意的是定標探測器模塊和待標定探測器單元到分光鏡1的距離必須相同，形成共軛，這樣才能保證它們所接收到的激光光斑分布一致。

其次，獲得標定光源的真實功率密度。分光鏡將主光束按照分光比例分成兩路，其中一路由定標探測器模塊接收，定標探測器模塊安裝在一套二維掃描平臺上，探測器取樣孔正對標定光束，二維掃描平臺按照程序設定的單點掃描軌跡，將定標探測器模塊取樣孔圍繞光斑做二維掃描，掃描過程需遍歷整個光斑，用于獲得光斑的功率密度相對分布，配合激光功率計可計算出真實功率密度，單點掃描軌跡如圖3所示。最后，對探測器陣列靶上各個探測器單元逐一標定，獲得各個探測器單元與真實功率密度間的關系。經分光鏡分出的另一路光束由陣列靶上待標定探測器單元接收，二維掃描平臺帶動待標定探測器單元按照設定的程序圍繞光斑做二維逐點掃描。圖4給出的是以6×6陣列靶模塊為例的掃描軌跡示意圖，而靶上單個探測器單元的掃描方式與定標探測器模塊掃描方式一樣，如圖4所示。

【參考文獻】：
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本文編號：2935350