近年來越來越多的國家投入巨資研發(fā)激光制導(dǎo)武器,為提高打擊效率就需要增強精確的導(dǎo)引能力,目前導(dǎo)引系統(tǒng)的工作精度已經(jīng)朝著亞秒級發(fā)展,無論在研發(fā)環(huán)節(jié)還是檢驗環(huán)節(jié),都需要設(shè)計制造一套小角度探測系統(tǒng),基于內(nèi)反射效應(yīng)設(shè)計的測角系統(tǒng)能進(jìn)行激光光束角度微小變化量的實時監(jiān)測,保障了激光制導(dǎo)的可靠性。本文分析了基于內(nèi)反射效應(yīng)實現(xiàn)小角度測量的基本原理,設(shè)計了一套可調(diào)節(jié)相關(guān)參量的微小角度實時測量系統(tǒng),并通過采用三次內(nèi)反射優(yōu)化了設(shè)計方案,提高了整個系統(tǒng)用于測量微小角度的靈敏度。分析了入射直角棱鏡時靈敏度的變化情況和激光光源發(fā)散性對測試結(jié)果的影響,探索了將本系統(tǒng)的設(shè)計方案運用于二維角度測量的可行性,并分析了二維角度變化對彼此角度測量的影響；根據(jù)設(shè)計進(jìn)行微小角度測量系統(tǒng)的搭建,基于功率計的性能確定了對實時采集數(shù)據(jù)的處理方案,采用了激光自準(zhǔn)直儀對實際角位移量進(jìn)行監(jiān)測,分別使用直角棱鏡和道威棱鏡實現(xiàn)了一次、三次內(nèi)反射,測量的角位移量范圍為±300秒,先通過標(biāo)定實驗得到相應(yīng)狀態(tài)下系統(tǒng)的直線擬合和三次多項式擬合參數(shù),系統(tǒng)使用直角棱鏡測量時的三次擬合殘余誤差為士4秒,角位移量對線性化反射比的分辨率為每秒-0.00054,重復(fù)...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１光線在玻璃－空氣界面上的內(nèi)反射情況??

２．１光學(xué)內(nèi)反射測角法??當(dāng)一束光線傳播到兩種不同介質(zhì)的分界面上時，一部分光被反射回來，而另外一??部分光將透射到第二種介質(zhì)中去，其傳播按照對應(yīng)的透射角方向。如圖２．１所示，為入??射角不同時對應(yīng)的內(nèi)反射情況，圖中光線從高折射率介質(zhì)（玻璃＝１．５）傳播到低折射??率介質(zhì)（空氣＝１....

圖２．２玻璃－空氣界面上的反射率曲線??在內(nèi)反射的情況下，入射角為小角度時Ｓ波和戶波的反射率變化都相對緩慢，而??

透射系數(shù)很容易通過光電二極管或光敏元件探測得到，入射角０，又作為反射率欠，和欠Ｐ??的函數(shù)參量，所反射率大小就可Ｗ用做角度的測量，特別是當(dāng)入射光接近臨界角時，??這種方法將會具有很高的靈敏度。不過從圖２．２中可Ｗ觀察到，入射角０，與反射率之間??存在固有的非線性關(guān)系，送導(dǎo)致兩者間....

圖２．５戶波情況下反射率及線性化反射率曲線??對比反射率ｉ？與入射角６間存在的固有非線性，線性化反射率與角位移量Ａ６之間??

?、民從?Ｑ）－民??及〇，（么０）?＝?－＾￣－￣＾——－?（２．１０）??Ｐ、＾欠戶）＋灰ｐ（－Ａ巧??不妨也取戊，＝０．３，此時初始入射角６。約為４１．３。，如圖２．５所示，ＷＡ０為自變量??作欠ｐ（Ａ巧、ｉｙ－Ａ６０、乂ｐ（Ａ巧－ｉ？ｐ（－Ａ巧、巧＋?ｉ？ｐ（－Ａ巧?Ｗ及....

圖２．８線性化反射率的靈敏度Ｋ，曲線??．

移量之間包含一定的非線性誤差，若對曲線進(jìn)行Ｈ次多項式擬合，則為ｃ：（４），??為ｃ，），解得Ａ６的誤差將只安忽略的局次項影響。??如圖２．８所示，比較了入射光不同偏振特性時初始入射角巧和靈敏度的關(guān)系曲線。??對于Ｐ波，當(dāng)初始入射角線小于貝塞爾角時，隨著入射角增大其反射率會減小，送....

本文編號：3933878