利用光栅探测激光信息的迭代算法研究-论文.pdf

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1、第45卷第7期激光与红外Vo1．45．No．72015年7月IASER＆INFRAREDJuly，2015文章编号：1001—5078(2015)07-0770-05·激光应用技术·利用光栅探测激光信息的迭代算法研究赵建君，闫石，陈红叶(1．军械工程学院理化教研室，河北石家庄050003；2．军械工程学院力学教研室，河北石家庄050003)摘要：在重新构建了光栅的夫琅和费衍射系统的基础上，提出了四种迭代逼近的算法以克服了机械构建变化的影响。通过对四种不同迭代逼近算法的比较，找到了能够最快速逼近理想解的算法，即波长和入射角都

2、采用较小值，波长逼近相对变慢，入射角的逼近变快，总体能够快速达到逼近要求。计算过程也表明，建立在小角度近似的基础上迭代逼近算法对于大角度需要进行的迭代逼近次数更多。最后给出了便于在DSP芯片上使用程序快速处理的数据处理流程。关键词：光栅衍射；夫琅和费衍射；激光参数；迭代逼近算法中图分类号：TN247文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2015．07．008IterationalgorithmfordetectinglaserinformationbygratingZHAOJian-jun

3、，YANShi，CHENHong．ye(1．SectionofPhysics—Chemistry，OrdnanceEngineeringCollege，Sh~azhuang050003，China；2．Sectionofmechanics，OrdnanceEngineeringCollege，Shijazhuang050003，China)Abstract：BasedontherebuildingofgratingFraunhoferdiffraction，fourkindsofiterationalgorithmsare

4、proposedtoovercometheeffectofmechanicalstructuralvariation．Bycomparingfourkindsofiterationalgorithms，thealgorithmthatfleetlyapproachestheoreticalexpectationcanbeobtained．Smallervalueofwavelengthandincidentangleisse—lected，andthenwavelengthapproachissloweddownandin

5、cidentangleapproachisspeedup．Numericalcalculationshowsthatthemoretimesiterationalgorithmisrequiredforthebiggerincidentanglebasedonthesmall--angleapprox-．imation．Atlast，thedataprocessingontheDSPchipisgiven．Keywords：gratingdiffraction；Fraunhoferdiffraction；laserpara

6、meter；Iterationalgorithm1引言对各部件精度要求很高，装置的些许变化都会导致以光栅作为核心器件的相干识别法可以同时测较大的测量误差，需要重新进行参数的测量和设定，量宽波段激光波长和入射方向J，是目前激光告影响了应用和推广。警研究的重点方向。基于光栅衍射的激光告警系统本文在重新构建了光栅的夫琅和费衍射系统的可以对威胁激光波长和方向进行探测，为激光对抗基础上，通过分析相邻零级和正负一级明纹中心位系统提供对抗信息。目前，常见的光栅告警测量装置距离的方法提出了迭代逼近的算法，克服了机械置主要是采用正弦光栅、大

7、密度平面透射光栅或从构建变化的影响。通过对不同解法的数值比较，得缺级平面透射光栅后加透镜构建夫琅和费衍到了最佳方案。理论分析表明此方法在设定的角度射J，通过判断衍射条纹的零级与正负一级与透范围内能够得到较为理想的测量精度，可以利用镜焦点距离反向推演出激光波长和方向。但该方法DSP芯片很快得到计算结果。作者简介：赵建君(1975一)，男，讲师，硕士，主要从事应用光学和光电对抗技术研究。E-mail：aynt@sohu．com收稿日期：2014—11-03；修订日期：2014-12·11激光与红外N0．72015赵建君等利用光

8、栅探测激光信息的迭代算法研究77l2实验装置通过以上方程组可以判断，在入射角=o。光栅的夫琅和费衍射装置如图1所示。建立直时，10=一_l0；在入射角咖≠0。时，10≠_1(】，且角坐标系如图所示。在xoy平面处放置一维平面透当入射角>0。时，。。<一，入射角<0。射光栅，光栅透射率沿轴变化，与Y轴方向