一种高能激光光强测试新方案

额 额 ，电 热 转 化 效 率 为 量 速 度 慢 ， 够 直 观 。间 接 法 存 在 衰 减 比不 均 匀 和 不 稳 定 尺 寸 为 ｗ ×ｗ ， 定 电压 ｕ， 定 电 流 Ｉ 不
等 问题 。对 于 １ ． ｍ 的 大 口径 Ｃ 激 光 束 ， 种 光 学 元 Ｏ６ ０。 各
Ｔ ＴＴ
２ 基 本 理 论
首 先 介绍 半 导 体 制 冷 片 的 结 构 和工 作 原 理 ， 后 建 立 然
光 束 评 价 的重 要 方 面［ 。 目前 测 量 方 法 可 分 为 直 接 法 和 间 连续 激 光 对制 冷 片 的 加 热 模 型 ， 后 给 出 由 温 度 数 据 重 构 ２ ］ 最 接 法 ［ 。直 接 法 有 两 类 ： 一 类 采 用 阵 列 探 测 器 直 接 吸 收 光 强 分 布 的算 法 。 １ ］ 第
唐黎 明 章喜 张廷 华
（ 备 指 挥 技 术 学 院 光 电 装备 系 ， 装 北京 怀 柔 １ １ １ ） ０ ４ ６
摘 要
为了测试高能 Ｃ ： Ｏ 激光光强分 布 ， 出利 用半导体制冷片作为靶屏 ， 提 用热像 仪测量屏表面温度 ， 通过热像仪 的
图 像 回 推屏 上光 强分 布 。从 理 论 上 分 析 了 工 作 中的 制 冷 片 在 Ｃ 能 连 续 激 光 辐 照 下 热 面 温 度 的 时 空 分 布 ， Ｏ高 给 出 回 推光 强 的重 构 算 法 。
处 理 的 自动化 和 可 视 化 ， 泛 应 用 于 普 通 强 度 激 光 诊 断 设 广
备 Ｉ ９。但 是 对 于高 能 激 光 ， 在 Ｃ Ｄ 饱 和 以 及 接 收 屏 大 ｓ］ － 存 Ｃ
图 １ 半 导体 制 冷 片
搬 若 Ｃ 光 器 在 高 能 激 光 领 域 得 到 广 泛 应 用 ， 前 的 强 面 ， 运 方 向取 决 于 电流 的流 向 。因 此 ， 用 制 冷 片 的冷 面 Ｏ激 目 度 分 布测 试 方 法 均 有 很 多 的 不 足 。如 直 接 法 装 置 复 杂 ， 测 作 为 强激 光 的靶 屏 则 可 快 速 缓解 热 累 积效 应 。假 设 制 冷 片
过 标 定 可 算 得 光 束 总 能 量 ［ ４。第 二 类 利 用 机 械 扫 描 装 帖效 应 ） 成 的 热 泵 ， 尔 帖 半 导 体 （ 化 铋 ） 通 直 流 电后 ３］ － 制 帕 碲 在
置 ， 点 扫 描 检 测 ， 降 低 高 能 量 对 探 测 器 的 损 伤 ［ ； 接 能将 一端 的热 量 转 移 到 另 一 端 。如 图 １所 示 ， 冷 片 由 两 逐 以 ５间 制
的调 试 造 成 很 大 的 障 碍 － 。 因此 ， 须 建 立 简 单 可 靠 的 测 ２ ］ 必
试装 置。
帕尔 贴 半导体
氧化铝陶瓷一 热端 Ｃ ） 物 图 ａ实
激光 诊 断 Ｃ Ｄ法 直观 方 便 ， 空 分 辨 率 高 ， 于 数 据 Ｃ 时 易
（ ） 构 示 意 图 ｂ结
ｑ 则 制 冷 功 率 密 度 Ｐ 镜 、 束镜 等） 如 反 分 的制 造 成 本 都 较 高 ， 即使 是
简 单 的光 路 系统 都 需 要 很 高 的 造 价 。另 外 对 于 远 场 光 斑 ，
大 气 湍 流 和热 晕 效 应 带 来 的光 斑 扩 展 和质 心 漂 移 都 给 光 路
６ 内部 排 列 了 若 干 对 半 法 先 对 强 激 光 进 行 衰 减 ， 到 光 强 的 相 对 分 布 ， 利 用普 通 块材 质 为 ９ 氧 化 铝 陶 瓷 基 片 封 装 ， 得 再 的光 强 检 测 方 法 （ Ｃ Ｄ法 ） 构 强 度 分 布 Ｌ ］ 如 Ｃ 重 ６ 。 导体 热 电偶 ， 直 流 电后 工 作 ， 热量 从 冷 面均 匀 搬 运 到 热 加 将
１ 研 究 现 状 综述
， 高能 激 光 束 一 般 具 有 较 高 的 平 均 功 率 和 总 能 量 ， 材 分 布 图 就 可 以 重 构 出 辐 照 激 光 的 强 度 分 布 ］从 而 实 现 高 对 ＣＤ 诊 料 有 很 强 的破 坏 作 用 ， 主要 表 现 为 热 损 伤 ， 给 光 束 参数 尤 能 激 光 的 “ Ｃ 法 ” 断 。 这 其 是 空 间 强度 分 布 的测 量 带 来 了 很 大 的 困 难 ， 高 能 激 光 是 领 域 一 直 存 在 的难 点 之 一 ［ 。而 光 强 分 布 对 于 激 光 器 的设 １ ］ 计 、 束 的传 输 控 制 、 束 的 应 用 都 有 非 常重 要 的 意 义 ， 光 光 是
关 键 词 光学仪器 ； 高能激光 ； 激光强度时空分 布 ； 半导体制冷片
中图分 类 号 ： Ｎ ４ Ｔ ２７
文献标 志 码 ： Ａ
文章 编号 ：０９１３（０００—１５０ １０—０３２１）２ ４—２ ０
热像 仪 可 以方 便 地 测 量 屏 表 面 的温 度 分 布 ， 温 度 的 时 空 从
２１ ０ ０年 第 ２期
（ 第５ 总 ８期 ）
桂 林航 天工 业高等 专科 学校 学报
Ｊ ＲＮ Ｌ Ｎ Ｃ Ｌ Ｇ Ｒ Ｐ Ｅ ＴＥ ＯＵ ＡＬ ＯＦＧＵＩ Ｉ ＯＬ Ｅ Ｅ ＯＦＡＥ ＯＳ ＡＣ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ 信 息 与 电 子 工 程
一
种 高能 激 光 光 强 测试新 方 案
光 能 ， 过 计 算 采 样 点 的光 强 重 构 入 射 光 的 强 度 分 布 。探 通 ２ １ 半 导 体 制 冷 片 的结 构 和 工 作 原 理 ．
测 器 一 般 为量 热 器 列 阵 ， 探 头 的 最 大 温 升 换 算 为 光 强 ， 将 经
半 导体 制 冷 片 是 利 用 半 导 体 材 料 的 温 差 电效 应 （ 尔 帕