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1、航天电子对抗,2002(1)43激光防护技术及其发展现状付伟(信息产业部电子第53研究所,锦州121000)摘要:为了对抗日趋严重的激光致盲威胁,世界各国都在加速发展激光防护技术。激光防护技术可分为基于线性光学原理和基于非线性光学原理两大类,对这两大类激光防护技术作以概述。关键词:激光安全;线性光学系统;非线性光学;吸收型滤光镜;反射型滤光镜;光学开关;光学限幅中图分类号:TJ95文献标识码:A衰减程度,常用OD表示:1引言OD=lg(1/T)=lg(Ii/It)(1)式中,T为防护材料对波长为的入射激光的透眼睛是人体对激光最敏感的
2、器官。各种激光过率;Ii为入射到防护材料的激光强度;It为透设备在军事部门的广泛应用,特别是开始装备部过防护材料的激光强度。队并在战场上出现的激光致盲武器,对军事人员这就是说,如果滤光镜的光密度为3,可使光的眼睛以及光电设备构成了极大的威胁。为了对强减弱到原来的1/103;如果光密度为6,则可使抗这种日趋严重的激光致盲威胁,迫使世界各国光强减弱到1/106。当两个滤光镜加在一起,它加速发展激光防护技术。目前,作为激光对抗的对各种波长的光密度大约是两个滤光镜各自光密重要组成部分,激光防护技术日益引起世界各国度之和。激光滤光镜的另一技术指标是可见光透的重视,并已取
3、得了相当大的进展。过率。对于大多数战场用的滤光镜来说,可见光透过率应不低于80%,而飞行员对透过率的要求2激光防护的主要技术指标更高。(3)破坏阈值。防护材料可承受的最大激光对人眼进行激光防护就是采用激光防护镜,能量密度或功率密度。对光电传感器的激光防护通常又称为抗激光加固(4)响应时间。从激光照射在防护材料上至技术。激光防护的主要技术指标如下:防护材料起到防护作用的时间。(1)防护带宽。表示某种材料所能对抗的光(5)光谱透射率。光谱透射率必须用峰值透谱带宽。滤光镜的带宽通常是以半功率点处的带射率和平均透射率两个值来确定。吸收型滤光镜宽来规定,因它会影响到使
4、用特性,所以是重要的以较好的平均透射率来提供较低的光学密度,而参数。反射型滤光镜通常牺牲平均透射率但有高的光学(2)光学密度。防护材料对激光辐射能量的密度。反射型滤光镜的重要优点是可以增加光谱收稿日期:2001-07-09通带上的平均透射率。作者简介:付伟(1955~),男,高级工程师。1982年毕业于(6)防护角。对入射激光能达到安全防护的天津大学激光专业,长期从事光电对抗技术研究。视角范围。44航天电子对抗,2002(1)激光防护所采用的方法可分为:基于线性光反射型滤光镜有:(1)带通滤光镜:用于限定学原理的滤光镜技术,它包括吸收型滤光镜、反射与传感器不同
5、带宽的滤光镜;(2)截止滤光镜:用型滤光镜以及吸收一反射型滤光镜、相干滤光镜、于截止传感器工作光谱高端或低端的滤光镜;和皱褶式滤光镜、全息滤光镜等等;基于非线性光学(3)窄带滤光镜:用于滤掉特殊波长的滤光镜。原理的有光学开关型滤光镜、自聚焦/自散焦限幅33吸收反射型滤光镜器、热透镜限幅器和光折射限幅器等等。即把吸收与反射两种类型滤光镜功能相结合的一种复合型滤光镜,它虽有吸收和反射型滤光3基于线性光学原理的滤光镜技术镜的优点,但成本高且生产周期长。34相干滤光镜31吸收型滤光镜由多层介电材料沉积在基片上制作而成,由在激光防护中,使用吸收型滤光镜是
6、最简单于激光的高相干性,使得激光在通过相干滤光镜最廉价的方法,因此目前在军事上应用最广。吸后相干相消,起到滤光的作用,相干滤光镜可用作收型滤光镜通常是以分子或原子吸收为基础的。带通滤光镜、截止滤光镜和窄带滤光镜。这种滤当光子流超过关键阈值时,滤光镜便达到通常所光镜具有比普通吸收型滤光镜更大的光学密度,谓的退色点。吸收型滤光镜可在两种模式中使它的滤光性能也与入射激光角度有关。35皱褶滤光镜用,即接通失效和关闭失效。在接通失效模式中,皱褶在这里指的是滤光镜的折射率分布。皱退色作用消去吸收的全部波长,而只让某些特褶式滤光镜由基片,淀积在基片上的吸收宽波长
7、殊的波长通过。在关闭失效模式中,吸收消去了范围的吸收层和吸收层上的皱褶膜层组成。在垂元件的光学特性,并能阻挡传感器内光的传输。直于基片表面的方向上具有正弦分布的折射率,其材料可以具有固体、液体和或气体的形式,可在折射率变化周期为/4,为入射激光波长,通过可见光和红外光谱的不同波段具有吸收的功能。多次反射形成的干涉,最终产生布喇格反射,采用虽然吸收型滤光镜简单、轻便、价廉,但也存几种具有不同周期正弦变化的折射率的介质材料在许多缺陷。它可由于吸收激光引起发热而被大可叠加成可衰减多个波长的皱褶滤光镜。皱褶式功率激光所烧毁。另一严重缺陷是它缺乏从激光滤光镜具有非常
8、窄的滤光带宽,高的峰值反射率。波长的强
