[發明專利]一種飛焦級納秒脈沖激光波形處理方法

有效

• 申請號: 201410299228.5
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104089709B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 楊鴻儒;袁良;薛戰理;俞兵;韓占鎖;陳娟;吳寶寧;秦艷;曹鋒;李宏光
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明屬于光學計量技術領域，主要涉及一種激光波形處理方法，尤其涉及一種飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置輸出信號的波形處理方法。

背景技術

激光制導武器的激光照射器發射的激光照射到目標，反射回來的回波信號波長為1.064μm，能量僅有幾飛焦(fJ)到幾百飛焦，脈寬為十納秒左右到幾百納秒不等，中國專利申請《飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置》(受理號201310382954.9)解決了波長為1.064μm、能量在為1fJ～1pJ、脈寬為5ns～1μs的飛焦級脈沖激光光源的能量探測問題，但該裝置輸出信號的波形相對真實信號的波形而言存在一定程度的畸變；傳統處理中，直接用該輸出波形進行計算，使得計算得到的能量、峰值功率等數據存在一定的偏差，若通過傳統的信號重構理論，僅利用信號本身的數據進行修正和補償，則未考慮探測裝置本身帶來的影響，難以保證準確微弱信號的準確處理。

發明內容

要解決的技術問題

本發明主要解決的技術問題是，飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置輸出波形畸變，從而導致對相應光源的能量、峰值功率測量不準確的問題。為此本發明提供一種飛焦級納秒脈沖激光波形處理方法，以保證波長為1064nm、能量在1fJ～500fJ之內、脈寬在5ns～1μs激光光源能量和峰值功率的準確計算。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種飛焦級納秒脈沖激光波形處理方法，其特征在于：采用以下步驟：

步驟1：測量相關輸出：

采用飛焦級標準激光光源輸出兩束脈沖激光，分為微焦量級光束和飛焦量級光束；調節飛焦級標準激光光源，使微焦量級光束能量選擇為10μJ，脈沖寬度選擇K個值D_i，i＝1,2,…，K，飛焦級標準激光光源按照選擇的能量和脈沖寬度分別輸出微焦量級脈沖激光，并采用標準探測器接收K種輸出的微焦量級脈沖激光，標準探測器輸出K種探測的電壓數據，并采用多項式擬合方法擬合標準探測器輸出的K種電壓數據，得到擬合結果r(t_i)，r(t_i)為飛焦級標準激光光源在脈沖寬度為D_i時的原始輸入波形時域表達式，并對擬合結果r(t_i)進行拉普拉斯變換得到R(s_i)，R(s_i)為飛焦級標準激光光源在脈沖寬度為D_i時的原始輸入波形頻域表達式；

調節飛焦級標準激光光源內的標準衰減器，使飛焦級標準激光光源輸出的飛焦量級光束能量選擇H個值J_j，j＝1,2,…，H,對于每個能量選擇值，進行以下過程：

飛焦量級光束能量為第j個選擇值，脈沖寬度選擇K個值D_i，i＝1,2,…，K，飛焦級標準激光光源按照選擇分別輸出飛焦量級脈沖激光，并采用飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置接收K種輸出的脈沖激光，飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置輸出K種探測的電壓數據，并采用多項式擬合方法擬合飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置輸出的K種電壓數據，得到擬合結果u(t_{i_j}),u(t_{i_j})為飛焦級標準激光光源輸出的飛焦量級脈沖激光能量為J_j、脈沖寬度為D_i時，經過飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置后輸出波形的時域表達式，并對擬合結果u(t_{i_j})進行拉普拉斯變換得到U(s_{i_j})；U(s_{i_j})為飛焦級標準激光光源輸出的飛焦量級脈沖激光能量為J_j、脈沖寬度為D_i時，經過飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置后輸出波形的頻域表達式；

步驟2：計算傳遞函數：

對于飛焦級標準激光光源的每個脈沖寬度值，進行以下過程：

若脈沖寬度為第i個選擇值D_i，則以R(s_i)為系統輸入，以U(s_{i_j})，j＝1,2,…，H，為系統輸出，通過公式G_{i_j}(s)＝U(s_{i_j})/R(s_i)得到脈沖寬度D_i下的H個能量值對應的傳遞函數G_{i_j}(s)；

取飛焦級納秒脈沖激光能量探測裝置的傳遞函數為