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第1章 绪论1

1.1 高能激光系统及应用发展概述1

1.2 高能激光系统试验与评估概述3

参考文献4

第2章 高能激光系统6

2.1 概述6

2.2 高能激光器分系统6

2.2.1 二氧化碳激光器6

2.2.2 氟化氢／氟化氘化学激光器8

2.2.3 氧碘化学激光器10

2.2.4 二极管泵浦固体激光器12

2.2.5 光纤激光器14

2.3 捕获跟踪瞄准分系统16

2.3.1 ATP系统构成及工作原理16

2.3.2 主激光发射单元17

2.3.3 探测单元17

2.3.4 跟踪控制单元17

2.4 自适应光学分系统17

2.4.1 光束稳定单元18

2.4.2 内光路光束净化单元18

2.4.3 大气传输的自适应补偿单元18

2.5 指挥控制分系统19

2.5.1 外部信息交互19

2.5.2 技术状态汇总及信息处理19

2.5.3 动作指令控制19

2.6 高能激光系统主要性能参数20

2.6.1 出光能力20

2.6.2 远场辐照度21

2.6.3 捕获能力22

2.6.4 跟踪瞄准能力22

参考文献22

第3章 高能激光系统试验24

3.1 技术集成试验24

3.1.1 分系统性能测试试验24

3.1.2 高能激光系统出光能力测试试验25

3.2 跟踪瞄准试验25

3.2.1 跟踪瞄准试验概述25

3.2.2 跟踪瞄准试验模式26

3.3 激光大气传输试验28

3.3.1 激光大气传输试验概述28

3.3.2 激光大气传输试验设计30

3.3.3 激光大气传输试验结果及分析33

3.4 辐照效应试验34

3.4.1 材料与器件的辐照响应与损伤试验34

3.4.2 部件结构与功能的毁伤试验35

3.5 大系统级演示验证试验36

3.5.1 MIRACL/SLBD对导弹／无人机的毁伤试验37

3.5.2 ABL导弹助推段拦截试验37

3.5.3 LaWS无人机毁伤试验37

3.5.4 海上激光演示系统的船只毁伤试验37

参考文献38

第4章 出光能力测量技术40

4.1 概述40

4.2 能量和功率测量41

4.2.1 水循环式全吸收能量计41

4.2.2 固态全吸收能量计44

4.2.3 量热阵列47

4.2.4 出光功率测量52

4.3 光束质量测量53

4.3.1 焦平面成像法54

4.3.2 漫反射成像法57

4.4 出光能力综合测量58

参考文献58

第5章 辐照度测量技术60

5.1 概述60

5.2 光电探测器测量技术基础60

5.2.1 光电探测器概述60

5.2.2 HgCdTe材料和探测器特性63

5.2.3 InSb材料和探测器特性67

5.2.4 PbSe材料和探测器特性70

5.2.5 InGaAs材料和探测器特性70

5.2.6 PbS材料和探测器特性71

5.3 阵列式光电靶斑仪测量技术72

5.3.1 基本原理和系统构成72

5.3.2 高能激光衰减取样技术73

5.3.3 结构设计和数据处理78

5.3.4 标定和不确定度分析79

5.4 斩波式光电阵列测量技术80

5.4.1 基本原理80

5.4.2 空间取样及衰减算法81

5.4.3 结构设计84

5.4.4 标定和不确定度分析86

5.5 重频激光光电阵列测量技术86

5.5.1 低重频脉冲激光辐照度分布测量技术86

5.5.2 高重频脉冲激光辐照度分布测量技术87

参考文献88

第6章 探测跟踪瞄准能力测量技术89

6.1 高能激光系统捕获跟踪瞄准概述89

6.1.1 捕获跟踪瞄准工作过程89

6.1.2 跟踪瞄准误差概念90

6.2 高能激光系统探测能力测量分析90

6.2.1 天光背景特性及测量91

6.2.2 空间目标特性92

6.2.3 探测能力测量分析93

6.3 高能激光系统跟踪精度测量技术94

6.3.1 测试原理94

6.3.2 数据处理95

6.3.3 测量不确定度分析95

6.4 高能激光系统瞄准精度测量技术95

6.4.1 测试原理95

6.4.2 数据处理96

6.4.3 测量不确定度分析96

参考文献97

第7章 高能激光大气传输98

7.1 大气的结构与组成98

7.1.1 大气结构98

7.1.2 大气组分100

7.2 大气吸收、散射102

7.2.1 大气吸收102

7.2.2 大气散射104

7.2.3 大气衰减常用的计算软件104

7.3 大气折射106

7.3.1 大气折射率及其随高度的分布106

7.3.2 蒙气差及蒙气色差107

7.4 大气湍流效应108

7.4.1 大气光学湍流特性108

7.4.2 湍流对光波传输的影响110

7.5 大气热晕效应113

7.5.1 准直光束均匀路径114

7.5.2 聚焦光束114

7.5.3 上行传输115

7.5.4 激光传输代数模型117

7.6 受激拉曼散射和大气击穿119

7.6.1 受激拉曼散射119

7.6.2 大气击穿119

7.7 大气光学参数测量121

7.7.1 整层大气透过率测量121

7.7.2 大气湍流参数测量122

7.8 高能激光大气传输数值模拟123

7.8.1 光场传输方程124

7.8.2 自由空间中光波传输的数值模拟方法125

7.8.3 湍流大气中折射率起伏的模拟-相位屏法126

7.8.4 热晕效应中密度的数值模拟128

7.8.5 热晕与湍流联合效应的数值模拟130

参考文献130

第8章 激光辐照效应测试与分析132

8.1 激光与材料的耦合测试132

8.1.1 激光的材料耦合系数132

8.1.2 耦合特性的测量133

8.2 辐照损伤相关的材料特性137

8.2.1 金属材料137

8.2.2 复合材料138

8.2.3 光学材料140

8.2.4 涂层与膜层141

8.3 材料的热力损伤响应测试技术143

8.3.1 激光辐照金属的热-力响应143

8.3.2 复合材料与涂层的烧蚀测量146

8.3.3 光学材料与薄膜的损伤检测148

8.3.4 辐照响应的实时综合测量技术150

8.3.5 损伤的事后分析技术151

8.4 结构部件的激光辐照响应与损伤测试分析153

8.4.1 厚壁含能结构的激光热引爆153

8.4.2 轴压薄壁壳体结构的激光辐照失稳155

8.4.3 内压薄壳激光辐照的热-力联合毁伤156

8.4.4 蜂窝夹层复合材料结构激光烧蚀损伤158

8.5 功能部件的激光辐照响应与损伤测试分析161

8.5.1 光学探测组件的干扰损伤161

8.5.2 导引系统的功能失效165

参考文献169

第9章 高能激光系统效能评估172

9.1 高能激光系统效能评估概述172

9.1.1 效能评估的概念和模型172

9.1.2 高能激光系统效能评估模型173

9.1.3 高能激光系统能力评估模型174

9.2 高能激光系统可靠性评估方法175

9.2.1 高能激光系统组成及任务剖面175

9.2.2 系统可用性评估方法176

9.2.3 系统可信性评估方法176

9.3 捕获能力评估方法177

9.3.1 天光背景177

9.3.2 目标亮度179

9.3.3 系统捕获条件180

9.4 目标处激光参数评估方法180

9.4.1 激光大气传输模型181

9.4.2 靶面长曝光功率密度182

9.4.3 远场光斑形状分析183

9.4.4 靶面激光瞬时功率密度概率分布183

9.4.5 激光参数、大气参数的统计模型184

9.5 目标毁伤效应评估方法185

9.5.1 目标毁伤的表征方法186

9.5.2 目标毁伤效应评估方法187

9.5.3 典型目标毁伤效应评估188

参考文献194