基于黑白光栅的宽波段大视场激光告警

杨雪梅; 张瑞; 石金; 吴琼; 杜伟豪; 王志斌; 李孟委

doi:10.37188/OPE.20223019.2295

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基于黑白光栅的宽波段大视场激光告警

现代应用光学 | 更新时间：2026-09-12

- 基于黑白光栅的宽波段大视场激光告警
- Laser warning with broadband and large field of view based on black-white grating
- 光学精密工程 2022年30卷第19期页码：2295-2304
- 作者机构：
  
  1.中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原 030051
  2.中北大学前沿交叉科学研究院，山西太原 030051
  3.中北大学南通智能光机电研究院，江苏南通 710065
- 作者简介：
  
  杨雪梅（1999-），女，甘肃天水人，硕士研究生，2020年于中北大学大学获得学士学位，主要从事光电信息检测方面的研究。E-mail：yxm123_1234@163.com
  张瑞（1987—），男，山西长治人，博士，教授，硕士生导师，主要从事光电探测、光谱（偏振）成像、光电目标识别、光学高精度位移测量等方面的研究。E-mail：zhangrui@nuc.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(62105302);山西省自然科学基金资助项目(20210302124269;201901D111158;201901D111145);山西省创新项目(2019L0530)
- DOI：10.37188/OPE.20223019.2295
  中图分类号： TH254
- 收稿：2022-04-09，
  
  修回：2022-06-07，
  
  纸质出版：2022-10-10
- 稿件说明：
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杨雪梅,张瑞,石金等.基于黑白光栅的宽波段大视场激光告警[J].光学精密工程,2022,30(19):2295-2304.

YANG Xuemei,ZHANG Rui,SHI Jin,et al.Laser warning with broadband and large field of view based on black-white grating[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(19):2295-2304.
杨雪梅,张瑞,石金等.基于黑白光栅的宽波段大视场激光告警[J].光学精密工程,2022,30(19):2295-2304. DOI： 10.37188/OPE.20223019.2295.

YANG Xuemei,ZHANG Rui,SHI Jin,et al.Laser warning with broadband and large field of view based on black-white grating[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(19):2295-2304. DOI： 10.37188/OPE.20223019.2295.

摘要

为了实现激光告警机宽光谱、大视场的高精度探测，提出了一种基于宽波段光栅衍射的大视场二维激光告警探测系统。设计了由宽波段光栅和大视场镜头组成的光学系统，通过采用五组七片式组合透镜结构，实现了水平方向95°、垂直方向72°的大视场探测。镜头的光圈为2.0，入瞳直径为36 mm，保证系统具有很好的通光量。设计加工了光栅常数为2.5 μm（占空比为0.6）的宽波段黑白光栅，实现了0.5~1.7 μm的宽波段探测。系统中加入多窄带滤光片以滤除背景光的干扰。最后，用典型波长（532，1 064，1 550 nm）的激光器进行测试，系统探测得到的角度测量误差优于0.7°、激光中心波长的探测精度优于8 nm，通过实验验证了该方法的可行性。

Abstract

To realized laser-warning systems for high-precision detection with a broadband and large field of view， a wide field two-dimensional laser-warning detection system was presented based on broadband black-white grating diffraction. In addition， an optical system comprising a broadband black-white grating and large field-of-view lens was designed. A five-group seven-element combined lens structure was applied to achieve the large field-of-view detection with an azimuth angle of 95° and a pitch angle of 72°. The lens aperture was 2.0， and the pupil diameter was 36 mm. These values ensured that the system exhibited a considerable amount of light transmission.Furthermore， a broadband black-white grating with a grating constant of 2.5 μm （and duty cycle of 0.6） was designed and processed， with broadband detection performed from 0.5-1.7 μm. Moreover， a multi-narrowband filter is added to the system to filter out background-light interference. Finally， testing with lasers of typical wavelengths （532， 1 064， and 1 550 nm）， the angle error achieved by the system is better than 0.7°， the laser center wavelength detection accuracy is better than 8 nm， thus verifying the feasibility of the method experimentally.

关键词

Keywords

references

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