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第1章 绪论1

1.1 激光的特性1

1.2 引信的功能及组成3

1.2.1 引信的功能及其定义3

1.2.2 引信的组成及作用过程3

1.3 激光引信发展现状4

1.3.1 国外激光引信发展现状4

1.3.2 国内激光引信发展现状11

1.4 激光引信发展趋势13

第2章 半导体激光器15

2.1 半导体激光器的发展历程及特点15

2.1.1 电注入式半导体激光器的发展历程15

2.1.2 半导体激光器的特点16

2.1.3 半导体激光器的特性17

2.2 半导体激光器的性能参数18

2.2.1 中心波长18

2.2.2 阈值电流18

2.2.3 效率20

2.2.4 模式21

2.2.5 光谱特性22

2.3 典型半导体激光器23

2.3.1 低功率脉冲半导体激光器23

2.3.2 高功率脉冲半导体激光器29

2.3.3 集成驱动脉冲半导体激光器32

2.3.4 脉冲光纤耦合激光器33

2.3.5 连续半导体激光器34

2.4 垂直腔面发射激光器35

2.4.1 垂直腔面发射激光器的结构和特点35

2.4.2 垂直腔面发射激光器的典型应用38

2.5 微腔激光器39

2.5.1 微腔激光器的特点39

2.5.2 微腔激光器的工作原理40

2.5.3 微腔激光器的典型应用42

2.6 量子级联激光器44

2.6.1 量子级联激光器的工作原理44

2.6.2 量子级联激光器的特点45

2.6.3 量子级联激光器的应用47

第3章 光电探测器53

3.1 光电探测器的物理效应53

3.1.1 外光电效应54

3.1.2 内光电效应55

3.1.3 光热效应55

3.1.4 光电转换定律57

3.2 光电探测器的特性参数和噪声57

3.2.1 特性参数58

3.2.2 噪声61

3.3 常用光电探测器63

3.3.1 硅光电二极管63

3.3.2 硅PIN光电二极管67

3.3.3 雪崩光电二极管74

第4章 光学系统设计86

4.1 几何光学基本定律86

4.1.1 几何光学的基本概念86

4.1.2 几何光学的基本定律88

4.1.3 马吕斯定律和费马原理89

4.2 球面和共轴球面系统89

4.2.1 光线经过单个折射球面的折射89

4.2.2 单个折射球面的成像倍率92

4.3 光学系统像差94

4.3.1 球差95

4.3.2 彗差96

4.3.3 像散和场曲98

4.3.4 畸变100

4.4 光学材料101

4.4.1 透明光学材料101

4.4.2 玻璃选择原则103

4.4.3 塑料光学材料104

4.4.4 反射光学材料106

4.5 典型光学元件106

4.5.1 透镜106

4.5.2 柱面镜110

4.5.3 折反棱镜111

4.5.4 滤光片112

4.6 光学系统设计软件112

4.6.1 ZEMAX基本概况113

4.6.2 ZEMAX设计环境114

4.6.3 光学系统结构设计115

4.6.4 光学系统成像分析117

4.6.5 光学系统结构优化118

4.7 典型光学设计118

4.7.1 激光引信光束布局118

4.7.2 周视激光引信光学系统设计119

第5章 光散射特性124

5.1 涂层光散射基础理论124

5.1.1 涂层结构参数124

5.1.2 双向反射分布函数125

5.1.3 反射率和透射率126

5.1.4 方向发射率127

5.1.5 双向反射系数127

5.1.6 激光雷达散射截面127

5.2 粗糙表面双向反射分布函数模型128

5.2.1 粗糙表面光散射的几何理论128

5.2.2 遮蔽函数130

5.2.3 参数化统计模型137

5.2.4 双向反射分布函数测量系统138

5.2.5 试验数据获取139

5.2.6 模型优化方法140

5.2.7 多种涂层材料表面BRDF分布模型141

5.3 复杂目标激光反射特性146

5.3.1 近程探测中的目标特性模型146

5.3.2 体目标等效双向反射分布函数149

第6章 脉冲激光引信技术152

6.1 脉冲激光发射电路152

6.1.1 驱动电路等效模型分析152

6.1.2 高速开关器件选择154

6.1.3 雪崩晶体管155

6.1.4 功率场效应管157

6.2 脉冲激光接收电路159

6.2.1 接收电路主要技术参数159

6.2.2 光电探测器选择原则161

6.2.3 放大电路的设计162

6.2.4 回波信号数字检测方法163

6.3 脉冲激光回波信号处理168

6.3.1 时刻鉴别方法168

6.3.2 脉冲时间间隔测量方法172

6.4 测距精度误差179

6.4.1 时刻鉴别误差179

6.4.2 时间间隔测量误差179

6.4.3 系统噪声误差180

第7章 相干激光引信技术181

7.1 激光探测体制181

7.1.1 激光非相干探测基本原理181

7.1.2 激光相干探测基本原理182

7.2 激光相干探测技术的应用183

7.2.1 相干激光雷达系统184

7.2.2 相干激光通信系统185

7.2.3 相干激光引信系统188

7.3 典型线性调频相干激光引信系统191

7.3.1 工作原理192

7.3.2 性能参数分析193

7.3.3 系统组成195

第8章 脉冲激光成像引信技术199

8.1 脉冲激光成像引信的工作原理及性能参数199

8.1.1 工作原理199

8.1.2 性能参数199

8.1.3 激光成像引信的优缺点203

8.2 脉冲激光成像引信系统设计204

8.2.1 系统组成204

8.2.2 激光发射子系统205

8.2.3 激光接收子系统210

8.2.4 图像信号处理识别系统214

8.3 脉冲激光成像引信仿真技术222

第9章 烟雾扩散模式227

9.1 气溶胶粒子的物理性质227

9.1.1 粒子大小227

9.1.2 粒子形态228

9.1.3 粒子形状229

9.1.4 粒径分布规律230

9.1.5 粒径分布函数233

9.2 影响气溶胶粒子运动的环境气象因素234

9.2.1 大气稳定度234

9.2.2 大气扩散参数235

9.2.3 有效源高236

9.2.4 地面反射系数236

9.2.5 风速与风向237

9.2.6 沉降速度238

9.3 烟雾扩散模式239

9.3.1 高斯扩散模式239

9.3.2 随机游走模式248

第10章 云雾传输特性255

10.1 云的特性255

10.1.1 云的分类255

10.1.2 云的宏观特征258

10.1.3 云的微观特征259

10.2 雾的特性261

10.2.1 雾的物理性质261

10.2.2 雾的衰减预测模型268

10.3 脉冲激光云雾回波仿真270

10.3.1 仿真模型270

10.3.2 仿真方法276

10.3.3 仿真结果276

第11章 激光引信总体设计286

11.1 弹目交会技术286

11.1.1 坐标系的建立286

11.1.2 坐标系之间的夹角关系289

11.1.3 坐标系之间的转换关系289

11.1.4 导弹目标空间交会模型291

11.2 抗干扰技术294

11.2.1 阳光干扰特征分析及抗干扰技术294

11.2.2 云烟干扰特征分析及抗干扰技术296

11.2.3 地海杂波干扰特征及抗干扰技术300

11.2.4 其他抗干扰技术303

11.3 抗高过载技术308

11.3.1 光学系统的抗高过载设计308

11.3.2 电路系统的抗高过载设计310

11.3.3 灌封技术311

11.4 电磁兼容技术314

11.4.1 电磁兼容的定义314

11.4.2 军用标准中常用的EMC测试314

参考文献320