主动照明激光对高精跟踪的影响分析.pdf

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1、第34卷光学学报光学前沿——信息光学2014年9月ACTAOPTICASINICA专刊主动照明激光对高精跟踪的影响分析杨雨川关小伟谭碧涛龙超(西北核技术研究所，陕西西安710024)摘要采用激光主动照明技术，是对远距离暗目标进行成像、定位和跟踪的重要手段。但由于激光在大气路径中传输，受到大气湍流等因素的影响会造成辐照在目标上的激光光强分布不均匀，同时激光波前会产生畸变，从而降低目标的成像质量，影响对目标的高精度跟踪能力。基于激光照明大气传输模型，对中等湍流、弱湍流和不同光束数情况下的激光照明结果进行了数值模拟，分析了

2、照明激光光强和波前对远距离目标成像的影响。计算结果表明：照明光强起伏方差优于0．5，波前畸变标准误差优于0．2，可满足约1“rad量级的目标分辨能力。关键词激光技术；激光主动照明；大气湍流；激光传输；成像分辨率中图分类号TN958．98文献标识码Adoi：10．3788／AOS201434．sl01004EffectsonHigh-PrecessionTrackingonActiveIlluminationLaserYangYuchuanGuanXiaoweiTanBitaoLongChao(NorthwestIns

3、tituteofNuclearTechnology，Xian，Shaanxi710024，China)AbstractLaserilluminationiSaneffectivetechnologyfortheimagingandtrackingtothefardimtargetsintheair．Becauseoflasertransmittingintheair，thespatialdistributionofintensityonthetargetplaneisnon-uniformcausedbyatmosp

4、hericturbulence，andthelaserwavefrontgeneratesaberration，whichdecreasesimageresolutionandtrackingaccuracyinopticalsystem．Amodelofilluminationlaserpropagationinatmospherehasbeenbuilt．Undertheconditionofmoderateturbulence，weakturbulenceandmulti—beams，numericsimula

5、tionforlaserilluminationtoairtargetshasbeencarriedout，andtheaffectsofilluminationlightintensityandwavefrontonremotetargetimagingareanalyzed．Theresultsshowthatilluminationlightintensityfluctuationvariancebelow0．5andwavefrontaberrationstandarderrorbelow0．2meet1／a

6、radmagnituderesolutioncapability．Keywordslasertechnique；laseractiveillumination；atmosphereturbulence；laserpropagation；imagingresolutionOCIScodes010．1080；010．1290；110．1085；110．29601引言确的轮廓或亮度中心，同时受到湍流影响激光的波在对空远距离暗目标进行成像探测和高精度跟前发生畸变，导致目标成像模糊，降低成像质量。由此提高照明激光的均匀性和校正

7、畸变波前，踪的实际应用中，需要对远距离目标高分辨率成像则成为提升对远距离暗目标探测、跟踪和识别能力(达到亚微弧度量级)。在自然条件下，难以得到稳定可靠的高分辨率图像。用激光照明技术就可以在的主要途径。美国麻省理工实验室在马萨诸塞州西一定程度上解决该问题_1]。但由于激光的相干滩密尔斯通山开展了大量的激光主动照明实验，对不同大气湍流条件下单束光、4束光和9束光照明性、单色性及大气湍流等因素，激光照明条件下目标的光学特性与自然光照明条件下的光学特性存在较下的光强均匀性及跟踪瞄准能力进行了比较，实验结果表明多光束照明能有效

8、提高照明光斑的均匀大差别，该差异主要体现在，具有很好相干性和单色性，降低成像目标闪烁，提高对远距离目标的瞄准精性的激光经过大气湍流照射到目标上后，光强分布度_5]。此后，该实验室还开展了不同相干性两束光常常很不均匀，导致从目标图像中难以得到目标准收稿日期：2014—01-20；收到修改稿日期：2014-03—10作者简介：杨雨川I(1983～)