2013 year
328 pages
Format 60x90/16
Cover: Переплет
ISBN 978-5-88070-370-8
Abstract
Вопросы проектирования систем формирования мощного лазерного излучения изложены в двух частях. Первая из них содержит теоретические основы пассивных систем формирования, описание сигналов управления линейными адаптивными системами, методы автоматической союстировки оси мощного лазерного излучения с осью информационного канала, а также методы измерения характеристик мощного лазерного излучения и систем формирования. Во второй части книги рассмотрены вопросы инженерного расчета, проектирования, контроля и технологии изготовления силовых зеркал, являющихся неотъемлемой частью систем формирования мощного лазерного излучения.
Для специалистов в области разработки мощных лазерных комплексов. Может быть полезна для студентов и аспирантов, обучающихся по соответствующим направлениям.
Content
Оглавление
Предисловие ............................................................................................................. 7
Введение.................................................................................................................... 8
Сокращения
и обозначения в части 1 ............................................................. 13
Глава 1. Пассивные системы формирования
мощного
лазерного излучения ................................................................................. 14
1.1. Оптическая разность хода при отражении
пучка
от неровной поверхности или прохождении через неё .............. 14
1.2. Свойства афокальных телескопов ..................................................... 27
1.3. Угловая расходимость излучения. Сила излучения..................... 37
1.4. Примеры систем формирования мощных лазерных
пучков ....... 39
1.5. Критерии допустимых значений плавных
аберраций
для недифракционных лазерных пучков ........................................ 53
1.6. Методы термостабилизации телескопа ........................................... 66
1.7. Телескоп как безаберрационное средство
компенсации
сферической дефокусировки пучка .................................................. 70
1.8. Методы максимизации силы излучения в условиях
технических ограничений ................................................................... 72
Глава 2. Сигнал управления линейной
адаптивной системой
формирования излучения ...................................................................... 78
2.1. Каноническая форма сигнала управления
адаптивной системы, работающей по методу апертурного зондирования ..................................................................................................................... 78
2.2. Сигнал управления адаптивной системой
апертурного зондирования по локальным наклонам
дифракционного пучка ........................................................................ 81
2.3. Сигнал управления при локальном
зондировании
дифракционного пучка ........................................................................ 83
2.4. Сигнал управления адаптивной системой
апертурного
зондирования при локальном зондировании по угловым
наклонам недифракционного пучка ................................................ 85
2.5. Сигнал управления адаптивной системой
апертурного
зондирования при модальном зондировании по сфере,
цилиндру и тороиду ............................................................................. 86
2.6. Адаптивная система, управляемая тепловым
сигналом
мишени, нагретой лазерным излучением ....................................... 87
2.7. Адаптивная оптическая система модального
апертурного
зондирования, формирующая мощное излучение
газодинамического лазера ................................................................. 96
2.8. Особенности сигнала управления
адаптивной системой,
работающей по обратному рассеянию лазерного излучения
в атмосфере ............................................................................................. 99
2.9. Адаптивная оптическая система с
многочастотным
параллельным апертурным зондированием ............................... 106
2.10. Метод двойной частоты в отраженном
(рассеянном) пучке
для высокоточного определения положения перетяжки
при сферическом зондировании волнового фронта .................. 111
2.11. Метод решения проблемы «лазерной
звезды» в лазерном
комплексе авиационного базирования ABL (США) ................. 114
Глава 3. Методы автоматической союстировки
осей мощного
лазерного излучения и информационного канала .................... 117
3.1. Неразъюстируемые
элементы систем автоматической
союстировки ......................................................................................... 117
3.2. Метод
автоматической юстировки оптических
резонаторов (метод возвратной точки) ........................................ 121
3.3. Союстировка
осей мощного излучения системы
формирования и информационного канала ................................ 124
3.4. Метод интеграции
радиоизлучения с лазерным каналом
для предварительного целеуказания ............................................ 126
3.5. Метод
определения углового положения оси
мощного лазерного излучения по сигналу
обратного аэрозольного рассеяния ............................................... 129
Глава 4. Методы измерения характеристик
мощного
лазерного излучения и систем формирования ............................. 138
4.1. Сравнительные
характеристики метода фокального
пятна и метода Гартмана ................................................................. 138
4.2. Метод оценки
угловой расходимости излучения по
амплитуде отклика осевой интенсивности при сферической
модуляции волнового фронта ......................................................... 143
4.3.
Модернизированный автоколлимационный метод
измерения диаграммы направленности широкоапертурной
системы формирования с плоским эталонным зеркалом ........ 144
4.4. Метод измерения угловой расходимости
мощного пучка
с помощью телескопа прямого фокусирования
на укороченной трассе ...................................................................... 150
4.5. Метод определения положения фокусировки
излучения
лазерной системы с помощью искусственного
астигматизма ........................................................................................ 152
4.6. Метод измерения и управления угловой
расходимостью
излучения по сигналу, отраженному от удаленного
точечного объекта .............................................................................. 157
4.7. Многопроходовый метод оценки оптического
качества
резонатора и активной среды ......................................................... 161
Сокращения
и обозначения в части 2............................................................ 167
Глава 5. Конструкции лазерных зеркал ................................................... 169
5.1. Неохлаждаемые и термостатированные зеркала....................... 169
5.2. Охлаждаемые зеркала ........................................................................ 173
5.3. Охлаждаемые зеркала с прозрачной подложкой....................... 181
5.4. Гибкие управляемые зеркала ............................................................ 183
Глава 6. Методика инженерного расчета
характеристик зеркал ............................................................................ 190
6.1. Расчет температуры ............................................................................ 190
6.2. Расчет термоискажений от воздействия светового
потока ...... 195
6.3. Искажения от теплового воздействия
теплоносителя ................ 209
6.4. Искажения от теплового воздействия окружающей
среды ...... 210
6.5. Искажения от воздействия веса ........................................................ 212
Глава 7. Проектирование зеркал ................................................................ 214
7.1. Выбор типа оптического покрытия ................................................. 214
7.2. Выбор материала зеркал ................................................................... 222
7.3. Выбор конструктивных параметров
теплообменника .............. 229
7.4. Конструкция корпуса зеркал.
Термоинвариантные
и двухконтурные зеркала ................................................................. 232
7.5. Узел крепления и разгрузка зеркал ................................................. 238
7.6. Выбор конструктивных параметров
охлаждаемых
зеркал с прозрачной подложкой..................................................... 242
Глава 8. Эксплуатационные характеристики
зеркал ........................ 249
8.1. Исходные оптические параметры ................................................... 249
8.2. Устойчивость к воздействию внешних
возмущающих факторов ................................................................... 256
8.3. Надежность зеркал .............................................................................. 261
8.4. Требования по эксплуатации зеркал .............................................. 265
Глава 9. Контроль оптических характеристик
зеркал ....................... 267
9.1. Контроль оптической чистоты ......................................................... 267
9.2. Измерение шероховатости ................................................................. 267
9.3. Измерение коэффициента зеркального отражения..................... 269
9.4. Контроль радиусов кривизны ........................................................... 275
9.5. Контроль формы плоских и сферических
поверхностей .......... 280
9.6. Контроль формы асферических поверхностей............................ 285
Глава 10. Технология изготовления зеркал .......................................... 289
10.1. Изготовление оптических поверхностей ..................................... 289
10.2. Нанесение оптических покрытий .................................................. 296
10.3. Изготовление дифракционных решеток....................................... 303
Глава 11. Тип теплоносителя и системы
охлаждения зеркал .......... 307
11.1. Выбор типа теплоносителя ............................................................. 307
11.2. Системы охлаждения и термостабилизации
зеркал ................ 311
Литература............................................................................................................ 315