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為了提高激光時間波形測量系統的抗干擾能力,建立了激光脈沖在光纖中的傳輸物理模型,分析了納秒脈沖在光纖中的線性傳輸特性,對影響脈沖傳輸特性的因素進行了系統評價。采用空氣與光纖傳輸進行比對的方法,實驗測試了激光脈沖經過不同長度的單模和多模光纖傳輸后的脈沖波形,得到脈沖展寬在允許的測量誤差范圍內所需的閾值條件。結果表明,該研究對神光-Ⅲ主機激光脈沖時間波形測量的設計具有重要的意義。
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為定量測量中紅外高能激光的總能量和功率密度時空分布,采用熱吸收和光電量熱復合相結合的測量方法,通過熱吸收體溫度場分布數值計算和探測器結構設計,研制了可用于長脈沖中紅外高能激光測量的光斑探測器。探測器由量熱堆、光電量熱復合探測陣列、測溫單元、數據采集單元和信號處理單元等幾部分組成。有效測量面積為12 cm×12 cm,光斑測量空間分辨率為2.4 cm,時間分辨率為25 Hz,總能量測量不確定度小于10%,功率密度測量不確定度小于7%。實驗表明,該探測器可測量最大能量超過50 kJ的數秒級脈沖中紅外激光,采用該方法,可實現大面積、高能量和高空間分辨的高能激光光斑測量。
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