SU1436631A1 - Method of measuring curvature radius of laser beam wave front - Google Patents
Method of measuring curvature radius of laser beam wave front Download PDFInfo
- Publication number
- SU1436631A1 SU1436631A1 SU874205664A SU4205664A SU1436631A1 SU 1436631 A1 SU1436631 A1 SU 1436631A1 SU 874205664 A SU874205664 A SU 874205664A SU 4205664 A SU4205664 A SU 4205664A SU 1436631 A1 SU1436631 A1 SU 1436631A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- curvature
- radius
- wave front
- laser beam
- size
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области измерени параметров лазерного излучени и может использоватьс в адаптивной оптике. Цель изобретени - снижение энергетических потерь и уп- рошение измерений дл лазерного излучени высокой энергии. Цель достигаетс тем, что по размерам сигнала обратного рассе ни определ етс размер лазерного пучка на даг.ьнос- ти, менычей длины нелинейности. Радиус кривизны волнового фронта оп- редел етс отношением размера излучающей апертуры к угловому приращению между размером излучающей апертуры и размером сечени пучка. 2 ил. вThe invention relates to the field of measuring the parameters of laser radiation and can be used in adaptive optics. The purpose of the invention is to reduce energy losses and simplify measurements for high-energy laser radiation. The goal is achieved by determining the size of the laser beam per dag of the small nonlinearity length by the size of the backscattered signal. The radius of curvature of the wave front is determined by the ratio of the size of the radiating aperture to the angular increment between the size of the radiating aperture and the size of the beam section. 2 Il. at
Description
соwith
05 05 САЭ05 05 SAE
Изобретение относитс к области измерени параметров лазерного излучени и может быть использовано в адаптивных оптических системах фокусировки импульсного лазерного излучени на удапенные объекты дл измерени раш1уса кривизны волнового фронта начального пол излучени лазерного генератора. The invention relates to the field of measuring the parameters of laser radiation and can be used in adaptive optical systems focusing pulsed laser radiation on remote objects for measuring the increase in the curvature of the wave front of the initial field of radiation of a laser generator.
Цепью иэоб е е1га вл етс снижение энергетических потерь и упрощение измерений р адиуса кривизны волнового фронта лазерного излучени с повышенной энергией,;15The circuit is the reduction of energy losses and simplification of measurements of the radius of curvature of the wave front of laser radiation with increased energy; 15
На фиг,1 гфиведена блок-схема устройства дп реализации способа; на фиг,2 - схема формировани пучка.In Fig, 1 gfeivedena block diagram of the device DP implementation of the method; Fig. 2 is a beam forming circuit.
Устройство содержит синхронизатор 1, лазерный генератор 2 адаптивную 20 оптическую систему 3, приемную оптическую систему 4, матрицу 5 приемников оптического излучени , временной селектор 6, измеритель 7 размеров изображени принимаемого сигнала и 25 измеритель 8 радиуса кривизны волнового фронта.The device comprises a synchronizer 1, a laser generator 2 an adaptive 20 optical system 3, a receiving optical system 4, a matrix of 5 optical radiation receivers, a time selector 6, a meter 7 of the image dimensions of the received signal and 25 a meter 8 of the radius of curvature of the wave front.
Принцип.работы устройства по сн етс фиг,2, где в приближении геометНл распростране1ше пр мого пысоко- интенсивного лазерного излучени оказывает , вли ние тепловое самовоздействие и турбулентность, а на слабоинтенсивный сигнал обратного рассе ни - турбулентность. Поэтому проводилась оценка вли ни теплового самовоздействи и турбулентности. Расчеты проводились лл наиболее типичных характеристик пучка с повышенной энергией излучени и параметров ее приемопередающего тракта. Длина волны 8 , радиус кривизны волнового фронта F от 10 м до бесконечности, параметр нелинейности варьировалс от 10 до 10 , структурна характеристика флуктуации диэлектрической проницаемости воздуха последовательно задавалась от до эффективные радиусы передающей и приемной апертур 0,5 м, расчеты проводились дл плоскости резкого изображени , В результате проведенных расчетов установлено, что при дальности приема меньшей длины R нелинейности (L-iRy) максимальное значение ин- тенси.вности принимаемого сигнала уменьшаетс на 5% вследствие вли ни The principle of the operation of the device is explained in FIG. 2, where, in the approximation of geo-metric propagation of direct, direct-intense laser radiation, thermal self-action and turbulence have an effect, and the low-intensity backscatter signal influences the low-intensity signal. Therefore, the effect of thermal self-action and turbulence was assessed. The calculations were carried out on the most typical characteristics of a beam with a high radiation energy and parameters of its transmitting / receiving path. Wavelength 8, the radius of curvature of the wavefront F from 10 m to infinity, the nonlinearity parameter varied from 10 to 10, the structural characteristic of the fluctuations of the dielectric constant of air was sequentially set from to the effective radii of the transmitting and receiving apertures of 0.5 m, the calculations were carried out for the sharp image plane As a result of the calculations, it was established that with a reception range shorter than the length R of nonlinearity (L-iRy), the maximum value of the intensity of the received signal decreases by 5% due to influenced
рической оптики показана схема форми-30 теплового самовоздействи и турбулент- ровани сфокусированного лазерногоности атмосферы при неблагопри тныхoptical optics shows a scheme of the formation of thermal self-action and turbulence of the focused atmospheric luminosity with unfavorable
пучка в плоскости XQY, где М - из- лучагаца апертура источника, дугаbeam in the XQY plane, where M is the radiation of the luchagac aperture of the source, arc
услови х распространени При этом изменение размеров изображени принимаемого сигнала и смещение координат его энергетического центра не превьппает 1%.propagation conditions At the same time, resizing the image of the received signal and shifting the coordinates of its energy center does not exceed 1%.
BD - фазовое рас11реде ение начальног пол источника с радиусом кривизны F BD B D on, СС - линейный размер поперечного сечени пучка на рассто нии 00 L от источ шка. Из простых геометрических соотношений величина F дл апертур, использую- щихс на практике (М 1 м)-, иBD is the phase distribution of the initial field of the source with a radius of curvature of F BD B D on, CC is the linear size of the beam cross section at a distance of 00 L from the scale source. From simple geometric relations, the value of F for apertures used in practice (M 1 m) -, and
АА AA
рассто ний L 1 км Из этого выражени следует, что дл определени радиуса кривизны вонового фронта начального пол источника необходимо измерение линейных размеров излучающей апертуры и поперечного сечени лазерного пучка на рассто нии L,distance L 1 km From this expression it follows that to determine the radius of curvature of the initial front of the source field, it is necessary to measure the linear dimensions of the radiating aperture and the cross section of the laser beam at a distance L,
Линейные размеры излучакщей -апертуры могут .быть измерены известными методами и вл ютс паспортной характеристикой лазерного генератора. Дл измерени линейных размеров поперечного сечени пучка на некотором рассто нии от источника () в изобретй гаи используетс сигнал обраного рассе ни .The linear dimensions of the radiating aperture can be measured by known methods and are the passport characteristic of a laser generator. In order to measure the linear dimensions of the beam cross section at a certain distance from the source (), the shape of the scatter signal is used in the invention.
Нл распростране1ше пр мого пысоко- интенсивного лазерного излучени оказывает , вли ние тепловое самовоздействие и турбулентность, а на слабоинтенсивный сигнал обратного рассе ни турбулентность. Поэтому проводилась оценка вли ни теплового самовоздействи и турбулентности. Расчеты проводились лл наиболее типичных характеристик пучка с повышенной энергией излучени и параметров ее приемопередающего тракта. Длина волны 8 , радиус кривизны волнового фронта F от 10 м до бесконечности, параметр нелинейности варьировалс от 10 до 10 , структурна характеристика флуктуации диэлектрической проницаемости воздуха последовательно задавалась от до эффективные радиусы передающей и приемной апертур 0,5 м, расчеты проводились дл плоскости резкого изображени , В результате проведенных расчетов установлено, что при дальности приема меньшей длины R нелинейности (L-iRy) максимальное значение ин- тенси.вности принимаемого сигнала уменьшаетс на 5% вследствие вли ни Beside the propagation of forward direct-intense laser radiation, thermal self-action and turbulence have an effect, and the low-intensity backscattered signal has turbulence. Therefore, the effect of thermal self-action and turbulence was assessed. The calculations were carried out on the most typical characteristics of a beam with a high radiation energy and parameters of its transmitting / receiving path. Wavelength 8, the radius of curvature of the wavefront F from 10 m to infinity, the nonlinearity parameter varied from 10 to 10, the structural characteristic of the fluctuations of the dielectric constant of air was sequentially set from to the effective radii of the transmitting and receiving apertures of 0.5 m, the calculations were carried out for the sharp image plane As a result of the calculations, it was established that with a reception range shorter than the length R of nonlinearity (L-iRy), the maximum value of the intensity of the received signal decreases by 5% due to influenced
0 теплового самовоздействи и турбулент- ности атмосферы при неблагопри тных0 thermal self-action and atmospheric turbulence with unfavorable
5five
5five
Q Q
5050
5555
услови х распространени При этом изменение размеров изображени принимаемого сигнала и смещение координат его энергетического центра не превьппает 1%.propagation conditions At the same time, resizing the image of the received signal and shifting the coordinates of its energy center does not exceed 1%.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Лазерный генератор 2 генерирует последовательность импульсов оптического излучени , которые, пройд через адаптивную оптическую систему 3 (юрмировани пучка, направл ютс на удаленный объект. Пучок, распростран сь в атмосфере, рассеиваетс на ее компонентах, и сигнал обратного рассе ни через приемную оптическую систему 4 поступает на матрицу 5 приемников оптического излучени , С выхода последней с помощью временного селектора 6, работа которого с помощью синхронизатора 1 прив зываетс к периоду повтбрени импульса, выдел етс сигнал, соотэетструющий заднему фронту каждого излучаемого импульса. При этом длительность каждого сигнала равна длительности cTjio- бирующего импульса, выбираемой из услови обеспечени минимальной ошибкиThe laser generator 2 generates a sequence of optical radiation pulses that, having passed through the adaptive optical system 3 (beam beams, are directed to a remote object. The beam propagates in the atmosphere, scatters on its components, and the backscatter signal through the receiving optical system 4 enters To the matrix 5 of optical radiation receivers, the output of the latter with the help of a time selector 6, whose operation with the help of synchronizer 1 is associated with the repetition period of a pulse, is allocated a signal l sooteetstruyuschy trailing edge of each transmitted pulse. In this case the duration of each signal is a pulse duration cTjio- biruyuschego selected from conditions providing the minimum error
измерени , а дальность приема задаетс априорно не превышающей длину нелинейности. В измерителе 7 размеро изображени принимаемого сигнала дл каждого импульса, поступающего из временного селектора 6, измер ютс размеры изображени , по которым в измерителе 8 радиуса кривизны волнового фронта определ етс искомый радиус кривизны волнового фронта каждого излучаемого импульса.measurement, and the reception distance is set a priori not exceeding the length of the nonlinearity. In the meter 7, the size of the image of the received signal for each pulse coming from the time selector 6 is measured by the dimensions of the image, which in the meter 8 of the curvature radius of the wave front determines the desired radius of curvature of the wave front of each emitted pulse.
В ртличие от протЬтипа в данном решении не требуетс принудительного отвода части излучаемой энергии в измерительное устройство, так как дп измерени радиуса кривизны волнового фронта предлагаетс использовать инфор мативные свойства сигнапа обратного рассе ни . Это позвол ет снизить энергетические потери, а также упростить реализацию способа измерени радиуса кривизны волнового фронта лазерного пучка.In contrast to this, this solution does not require the forced removal of a part of the radiated energy to the measuring device, since dp of measuring the radius of curvature of the wave front suggests using the informative properties of the backscatter signal. This makes it possible to reduce energy losses as well as simplify the implementation of the method for measuring the radius of curvature of a laser beam wavefront.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874205664A SU1436631A1 (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Method of measuring curvature radius of laser beam wave front |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874205664A SU1436631A1 (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Method of measuring curvature radius of laser beam wave front |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1436631A1 true SU1436631A1 (en) | 1992-10-07 |
Family
ID=21289126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874205664A SU1436631A1 (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Method of measuring curvature radius of laser beam wave front |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1436631A1 (en) |
-
1987
- 1987-03-03 SU SU874205664A patent/SU1436631A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Хдрди Дк. Активна оптика: Нова техника управлени световым ручком. ТИИЭР, 1979, т. 66 6, с.ЗЗ. Патент US 4477720, кл. G 01 J 1/20, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102243301B (en) | Detection device for laser rangefinder | |
US7535555B2 (en) | Distance measurement device and distance measurement method | |
EP3009859B1 (en) | Distance measuring device | |
US6545749B1 (en) | Electronic distance measuring device | |
US7372551B1 (en) | Systems and methods for long-range, high-resolution laser radar range detection | |
GB1512245A (en) | Detection of backscattered radiation | |
CN113391327A (en) | Doppler wind finding radar system and method based on continuous laser | |
CN102893177A (en) | Atmospheric humidity or temperature or cloud height measuring method and apparatus | |
GB2224175A (en) | Weather lidar | |
JP3225682B2 (en) | Distance measuring device | |
US4801201A (en) | Method and device for laser-optical measurement of cooperative objects, more especially for the simulation of firing | |
SU1436631A1 (en) | Method of measuring curvature radius of laser beam wave front | |
CN111965838B (en) | Parameter selection method of multimode fiber laser speckle suppression scheme based on vibration mode | |
CN110333500B (en) | Multi-beam laser radar | |
JPS642903B2 (en) | ||
US5161125A (en) | Radiation selective system for target range and imaging readout | |
CN217332861U (en) | Radar system and vehicle | |
CN215297681U (en) | Variable-focus high signal-to-noise ratio wind lidar system | |
CN211651529U (en) | Material deformation detecting system based on laser shot blasting | |
US2968987A (en) | Method and apparatus for measuring depths of water and detecting submerged bodies byemploying pulsed light | |
JPH0220933B2 (en) | ||
CN112859044A (en) | Vortex rotation-based underwater laser radar system | |
CN112596043A (en) | High-angular-resolution laser radar and detection method | |
SU1520992A1 (en) | Method of measuring a laser beam wave-front inclination angle | |
CN113933852B (en) | Photoelectric dual-mode anti-interference distance measuring device and method based on broadband chaotic correlation method |