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基于一字线结构光激光器的光幕靶设计

范军旗  倪晋平  安莹  
【摘要】:在外弹道测试领域,光幕靶作为一种探测弹丸穿过其光幕时刻的传感器应用愈来愈广泛。光幕靶一般由光源和接收装置组成,当探测靶面增大时,由于光的传播在同一方向上随着距离的增大而衰减,使其探测灵敏度降低。因此,目前的光幕靶,靶面一般在1m×1m左右。随着新型兵器技术的发展,需要更大靶面的光幕靶,但要求其灵敏度能达到小靶面光幕靶的水平。为了克服现有光幕靶灵敏度低、有效靶面小的不足,本文提出了一种以一字线结构光激光器作为光源,硅PIN光电二极管作为接收器件,接收装置设计成L形状,实现大靶面高灵敏度光幕靶。文中首先给出了一字线结构光激光光源的组成、工作原理及其所形成光敏面在空域内的光能量分布情况,绘制了相应的光功率曲线,进行了曲线的拟合,并对一字线结构激光光源在空域内衰减到光轴能量70%时的有效角度的计算。其次,完成了接收装置的L形结构设计,对有效靶面内的灵敏度均匀性进行了分析,推导出了影响光幕靶灵敏度的各项参数与灵敏度的关系。最后,给出了用电压的大小来衡量灵敏度的高低的公式推导,并进行了用发光二极管和一字线结构光激光器分别作为光源时的灵敏度对比试验,验证了一字线结构激光器的灵敏度比发光二极管的灵敏度高,可以用作大靶面高灵敏度光幕靶的光源。经气枪弹试验验证,设计的光幕靶在有效靶面5m×5m内,能够探测气枪弹,光幕靶工作稳定可靠。

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