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高重频CO2 干扰技术研究

陈健,高慧斌

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陈健, 高慧斌. 高重频CO2 干扰技术研究[J]. , 2018, 11(6): 983-990. doi: 10.3788/CO.20181106.0983
引用本文: 陈健, 高慧斌. 高重频CO2 干扰技术研究[J]. , 2018, 11(6): 983-990.doi:10.3788/CO.20181106.0983
CHEN Jian, GAO Hui-bin. Research on the interference technology of high repetition frequency CO2 laser[J]. Chinese Optics, 2018, 11(6): 983-990. doi: 10.3788/CO.20181106.0983
Citation: CHEN Jian, GAO Hui-bin. Research on the interference technology of high repetition frequency CO2laser[J].Chinese Optics, 2018, 11(6): 983-990.doi:10.3788/CO.20181106.0983

高重频CO2 干扰技术研究

doi:10.3788/CO.20181106.0983
基金项目:

中国科学院国防科技创新基金项目CXJJ-17-M132

详细信息
    作者简介:

    陈健(1981-), 吉林长春人, 博士, 助理研究员, 2005年、2007年于吉林大学分别获得学士、硕士学位, 2014年于中国科学院大学获得博士学位, 主要从事高精度快速数字伺服系统方面的研究。E-mail:chenjian4500@163.com

    高慧斌(1963-), 研究员, 1985年、1990年于吉林工业大学分别获得学士、硕士学位, 主要从事光电测量和精密跟踪控制技术方面的研究。E-mail:gaohuibin1@163.com

  • 中图分类号:TP751.1

Research on the interference technology of high repetition frequency CO2laser

Funds:

National Defense Science and Technology Innovation Fund of Chinese Academy of SciencesCXJJ-17-M132

More Information
  • 摘要:本文针对高重频CO 2 干扰技术展开分析和研究。首先,概述了 对抗武器的概念、分类和特点,以及 对抗武器的干扰与破坏的主要目标对象。其次,分析了红外探测器 干扰损伤效果的检测方法。再次,分析了光学元件 变形损伤效果的检测方法以及光学薄膜的 损伤检测方法。按照上述检测方法进行实验,分别对红外单元探测器、光学元件、光学薄膜和其他材料的 损伤阈值实验数据进行分析与讨论。最后,总结了全文并且展望了 干扰技术的发展。

  • 图 1红外探测器与红外热成像系统进行 损伤阈值检测的原理示意图

    Figure 1.Schematic of laser damage threshold detection of infrared detector and infrared thermal imager

    图 2光学镜片形变自动检测系统

    Figure 2.Schematic of auto detection system of optical lens deformation

    图 3光学镜片形变自动检测原理示意图

    Figure 3.Schematic of auto detection principle of optical lens deformation

    图 4 损伤实验示意图

    Figure 4.Flow chart of laser damage experiment

    图 54种红外探测器的 破坏阈值比较(10.6 μm)

    Figure 5.Comparison of laser damage thresholds of four infrared detectors(10.6 μm)

    图 6红外探测器受干扰前后输出信号波形

    Figure 6.Output signal wave shapes of infrared detector before and after interference

    表 1不同对象的 损伤阈值数据

    Table 1.Data of laser damage thresholds for different objects

    类型 受试对象
    名称
    与光路参数 受试对象
    参数
    损伤阈值(W/ cm2) 说明
    λFτ 照射时
    间/s
    会聚光斑
    直径/mm
    干扰 破坏 其它




    HgCdTe(PC)
    10.6 μm
    0.75~4 1~1.4 D*:5.3×109~
    8.9×1010
    17~22 174~221
    HgCdTe(PV) 300 Hz
    0.2 ms
    1 1.4 D*:(2.8~
    4.8)×109
    0.64~0.65 6.5
    InSb 2.4~2.9 1.2~1.4 D*:(2.7~
    6.5)×109
    20~25 200~245
    热释电器件 0.75~4.8 D*:(1.8~
    2)×108
    1.3 13




    HR-2
    红外热像仪


    10.6μm
    4~5 0.2 D*:2.2×1010 0.04 严重
    干扰
    ≥300
    ~900
    干扰阈值:
    出现麻点;
    严重干扰:
    出现饱和
    和亮线



    光学透镜 300 Hz
    0.2 ms
    4~5 11~28 直径:
    15~50 mm
    厚度:
    2.39 mm;
    直径: 48 mm
    厚度:2.3 mm
    12~32 变形
    91~113
    照射2~5
    次碎裂,
    形变量
    0.3~
    0.4 mm
    氟化钡 4.5~4.8 2 厚度3 mm 31 出裂纹
    氟化镁 3~4.7 2 Φ20×1.6 mm 11~14.8 打成三块

    光学薄膜
    ZnS-A9-ZnSe
    10.6 μm
    300 Hz
    0.2 ms
    5 1.6 200


    玻璃钢
    铝镁合金
    10.6 μm
    300 Hz
    0.2 ms
    4~5
    4~5
    2.2~3.5
    1~2
    烧蚀
    8~12
    烧出炕
    无法破坏
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    表 2几种 器损伤阈值比较

    Table 2.Comparison of damage thresholds for different type of lasers

    参数 重频(300 Hz)CO2 单脉冲CO2 连续CO2
    HgCdTe(PC)/(W·cm-2) (1~2)×102 8×107 ≥103
    照射时间/μs 75~4 1 ≥106
    脉冲宽度/μs 0.2 1
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    表 3CO2 破坏导弹导引头材料实验数据

    Table 3.Experimental data of missile seeker materials destroyed by CO2laser

    材料 厚度/mm 作用 功率/W 作用面积/cm2 功率密度/(W·cm-2) 作用时间/s 作用效果 备注
    K8 2 490 4.90 100 2.8 炸裂 远场破坏
    K8 3 562 4.90 114.7 3 炸裂 远场破坏
    K9 5 570 4.90 116.3 5 炸裂 远场破坏
    MgF2 3 505 4.90 103.3 2 炸裂 远场破坏
    MgF2 3 730 2.38 211 0.428 炸裂 远场破坏
    MgF2 6 1 474 3.0 438 0.224 炸裂 近场破坏
    K9 4 905 2.63 344.1 0.896 炸裂 近场破坏
    K9 6 1 463 3.05 556 0.768 炸裂 近场破坏
    玻璃钢 3 2 100 3.57 588.2 3 炸裂 头罩实物
    玻璃钢 3 3 000 2 炸裂 头罩实物
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    (in Chinese) WANG X, BIAN J T, LI H,et al.. Experiment on damage in K9 glass due to repetition rate pulsed CO2laser radiation[J].Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(5):1204-1207.(in Chinese)doi:10.3969/j.issn.1007-2276.2013.05.018
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出版历程
  • 收稿日期:2017-09-11
  • 修回日期:2017-11-13
  • 刊出日期:2018-12-01

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