星载激光测高的半导体泵浦全固化激光器设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３６卷第６期　红外与激光工程　２００７年ｌ２月　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．６　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｃ．２ｏ０７　星载激光测高的半导体　泵浦全固化激光器设计　刘旭，王小兵，程勇，陈建文，卢常勇，张玺，万强　（武汉军械士官学校光电技术研究所，湖北武汉４３００７５）　摘　要：星载激光测高系统以独特的应用背景而备受关注，其整体性能对关键件激光器的技术参　数提出了高需求。分析了５００　ｋｍ轨道高度星载激光测高模型对激光器的技术指标需求，并在此基础　上对ＬＤ泵浦全固化激光器进行了优化设计和实验研究，采用了侧向半圆柱面ＬＤ阵列与热沉交错分　布的泵浦几何，实现了整体上的增益和热传导均匀效果，采用角锥棱镜高斯反射率镜谐振腔选取低横　模结构，获得了高机械稳定性，高热稳定性和高光束质量激光输出，设计样机重复频率３０　Ｈｚ，单脉冲　能量６６．２　ｍＪ，脉冲宽度６．０５６　ｎｓ，稳定性优于３％，光束发散角０．６　ｍｒａｄ，光轴指向近乎零漂移，满足　了星载激光测高应用。　关键词：星载激光测高；　半导体泵浦；　角锥棱镜腔；　高稳定性　中图分类号：ＴＮ２４８．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—２２７６（２００７）０６—０７９４—０４　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｄｉｏｄｅ　ｐｕｍｐｅｄ　ａｌｌ－ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ　ｌａｓｅｒ　ｆｏｒ　ＳＬＡ　ＬＩＵ　Ｘｕ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｂｉｎｇ，ＣＨＥＮＧ　Ｙｏｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｊｉａｎ—ｗｅｎ，ＬＵ　Ｃｈａｎｇ—ｙｏｎｇ，　ＺＨＡＮＧ　Ｘｉ，ＷＡＮ　Ｑｉａｎｇ　（Ｏｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｆａｃｉｌｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　Ｏｒｄｎａｎｃｅ　Ｎｏｎ－ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｅｄ　Ｏｆｆｉｃｅｒｓ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｌａｓｅｒ　ａｌｔｉｍｅｔｅｒ（ＳＬＡ），ｆｏｃｕｓ　ａｎｄ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｐａｃｅ，ｃａｌｌｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｆｏｒ　ＳＬＡ　ｗｉｔｈ　５００　ｋｍ　ｏｒｂｉｔ　ａｌｔｉｔｕｄｅ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａｌｌ－ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ　ｌａｓｅｒ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ　ｂｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｐｕｍｐ　ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆ　ｓｅｍｉｃｉｒｃｕｌａｒ　ＬＤ　ａｒｒａｙ　ｏｐｐｏｓｉｔｅｌｙ　ａｒｒａｎｇｅｄ　ｗｉｔｈ　ｈｅａｔ－ｓｉｎｋ　ｉｓ　ｗｅｌｌ－ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａ　ｒｅｓｏｎａｔｏｒ　ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｃｏｍｅｒ－ｃｕｂｅ　ａｎｄ　ａ　Ｇａｕｓｓ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ　ｍｉｒｒｏｒ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｈｉｇｈ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｂｅａｍ　ｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓ　ｌａｓｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｕｌｓｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　６６．２　ｍＪ　ａｔ　３０　Ｈｚ　ｉｎ　６．０５６　ｎｓ　ｐｕｌｓｅ，　ｗｉｈｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｔｂｉｌｉｙｔ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　３％，ｔｈｅ　ｂｅａｍ　ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ　ｏｆ　０．６　ｍｒａｄ，ａｎｄ　ｏｐｔｉＣＳ　ａｘｅｓ　ｎｅａｒｌｙ　ｎｉｌ　ｄｒｉｆｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌ￣ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｉｓ　ａ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＳＬＡ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＬＡ：Ｄｉｄｏｅ　ｐｕｍｐｅｄ；　Ｃｏｍｅｒ－ｃｕｂｅ　ｒｅｓｏｎａｔｏｒ；Ｈｉｇｈ　ｓｔａｂｉｌｉｙｔ　０引言　院林肯实验室为美国军方研制了一系列军用激光测　星载激光测高（Ｓａｔｅｌｉｌｔｅ　ｌａｓｅｒ　ａｌｔｉｍｅｔｅｒ－ＳＬＡ）以其　高仪，其技术资料尚处于封锁阶段。但是分析美国国　不可估量的军事和科学应用价值而备受人们的关注。　家航天航空局（ＮＡＳＡ）组织研制的一系列已经出色完　近年来，世界主要发达国家都已经开展了卫星装载激　成太空任务的民用ＳＬＡ【１＿　，如地球观测ＧＬＡＳ系统、　光测高仪的研究，美国处于领先地位。麻省理工学　火星勘探ＭＯＬＡ系统和植被覆盖雷达ＶＣＬ系统，其　收稿日期：２００７－０２—２６；　修订日期：２００７—０３—２１　基金项目：国防科技重点预研项目（４１３２１０８０３０１）　作者简介：刘旭（１９８３一），男，河南民权人，硕士，主要从事半导体泵浦全固化激光器的研究。Ｅｍａｉｌ：ｇｄｙｊｓ＠２６３．ｎｅｔ　维普资讯 http://www.cqvip.com 第６期　刘旭等：星载激光测高的半导体泵浦全固化激光器设计　７９５　技术性能同样反映这一研究领域的世界最新水平。以　ＧＬＡＳ系统为例，其水平分辨率为１７５　ｉｎ，垂直分辨率　仅６０　ｃｍ，在６Ｏ０　ｋｍ轨道高度上运行，地表的光斑直　管作为探测器件，其值可取为３ｘ１０一Ｗ；Ａ　为接收系　统的通光面积，测高模型采用口径为奶００　ｍｍ的卡　塞格伦式望远镜作为接收系统；ｚ是测高仪离地面目　径仅７０　ｉｎ。从这些系统的成功可以看出，星载测高仪　的性能，如测高精度（垂直分辨率）、水平分辨率、光斑　直径、最大测程等，很大程度上取决于其所用激光器　的技术参数。我国的“嫦娥ｌ号”月球探测器首次采用　星载激光测高系统ｎ】。　半导体泵浦全固化激光器克服了灯泵固体激光　器效率低、热效应严重等缺点，迅速成为激光器领域　最活跃的研究热点之一。高性能的星载测高系统对其　关键件激光器提出了更高的技术要求，往往需要同时　实现高功率、高光束质量和高稳定性等综合性能，并　且其特殊的工作环境又使得器件的可靠性、稳定性显　得尤为重要。为此，文中采用角锥棱镜高斯反射率镜　非稳腔，半圆柱面ＬＤ阵列侧面交错泵浦几何，结合　高重复频率运转的热控制，获得了星载测高适用的半　导体泵浦全固化激光器。　１星载激光测高对激光器技术指标的要求　星载激光测高先从总体上考虑，其激光器需要满　足高峰值功率、高稳定性、长寿命、低功耗、非水冷、小　型轻量等要求。选用ＬＤ作为泵浦源，满足高效率、低　功耗和长寿命等要求，可以得到高可靠性和光束质　量，容易实现小型轻量化，并且结合半导体温差电制　冷器实现热传导冷却，避免了水冷方式体积大、系统　复杂等缺点，温控精度较高，保证了ＬＤ发射光谱与　激光介质吸收峰的较好匹配。考虑到主动调Ｑ方式　需要高压电源，易产生电子干扰等缺点，器件采用　ＣｒＩ＋：ＹＡＧ被动调Ｑ方案，该方案无高压电源、无干　扰、不潮解、免维护，更适合星载环境使用。　确定总体设计方案后，现根据轨道高度５００　ｋｍ　的星载激光测高模型，讨论其激光器的主要技术指标　需求。　１．１对峰值功率的要求　高峰值功率是星载测高的关键因素之一。在大气　干扰、发散角、目标反射特性等因素的影响下，根据雷　达方程，可以计算出测高模型在一定测程要求下，激　光器的峰值功率ＰＴ：　ＰＲ－－ＴＰｒＡＲ　ＴＯ　Ｔｃ　ＴＡ（ｒ／ｌ￣）　（１）　Ｚ　式中：Ｐ　为探测器最小探测功率，若采用硅雪崩二极　标的距离，即轨道高度５００　ｋｍ；Ｔｏ为光学系统透过　率，考虑到滤光元件对光的衰减，依据经验数据，模型　取值０．５；　为云层透过率，由通用的云层模型可知，　云层的双通道透过率为０．５６－０．７５；　为大气水分子　透过率，依照经验数据，双通道大气透过率约为０．２—　０，８；ｒ／ｎ是反映目标表面特征的量，ｒ是目标表面的　反射率，ｎ是目标的后向散射立体角。表ｌ给出了不　同地表在ｌ　０６４　ｎｍ处的ｒ／ｎ值瞄　，至此，可以计算　出不同地表对应的Ｐ　值。　表ｌ不同地表的目标反射特性及其峰值功率需求　Ｔａｂ．１　Ｔ｜　ａｎｄ　ＰＴ　ｆｏｒ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｕｎｄ　ｆｅａｔｕｒｅ　从表ｌ中可以看出，５００　ｋｍ激光测高模型所需　激光器峰值功率在２－１２　ＭＷ之间。为实现对大多数　地表目标的有效探测，激光器峰值功率的设计目标为　１０　ＭＷ。　１．２对脉宽的要求　激光脉冲宽度直接决定了测高垂直分辨率，根据　测距精度公式：　ＡＺ＝ｃｘＡＴ／２　（２）　式中：△Ｚ为测距精度；ｃ为光速；ＡＴ为脉宽。若要求精　度高，则脉宽应尽可能小，并且在大气传输过程中，脉　宽还会产生一定程度上的展宽Ｈ　。若测高模型的精度　要求小于ｌ　ＩＩ１，则激光脉宽不能超过６．７　ｎｓ。考虑到　ＡＰＤ的探测响应率，激光器的脉宽设计目标为６　ｎｓ。　１．３对重复频率的要求　星载激光测高模型中，重复频率是一项重要的参　数，它决定了探测脉冲在地面的间隔距离。激光光束在　地面的光斑大小和脉冲间的空间间隔直接决定了系统　的水平分辨率。重复频率越高，所获取的地表信息就越　丰富，描绘地形地貌越精细，在５００　ｋｍ的轨道高度上，　卫星的运行速度大致为８　ｋｍ］ｓ，若需要系统的水平分辨　率为２５０　ｉｎ，则可以计算的激光器的重复频率为３２　Ｈｚ，　文中的重复频率设计目标为３０　Ｈｚ。　１．４对光束质量的要求　星载激光测高对激光光束质量的要求主要包括　发散角和激光模式。其中，发散角决定了激光束照射　维普资讯 http://www.cqvip.com ７９６　红外与激光工程　第３６卷　在地面上的亮斑大小，小发散角可增加回波信号的探　测功率以达到提高探测精度的目的。若要求地面亮斑　直径小于１５０　ｍ，则激光发散角必须小于０．３　ｍｒａｄ，光　生温度梯度，必然会导致热透镜和热光楔效应，从而　引起光束质量的恶化和光轴漂移，这种交错的泵浦几　何中温度梯度也是径向交错分布的，形成均匀的热效　应，易于热补偿，同时光束在一个温度梯度中产生的　学天线体积不能过大，要求自然发散角不超过２　ｍｒａｄ。　光束模式决定了激光束在空间上分布的均匀性，ＴＥＭｏｏ　模具有较高的亮度和小的发散，希望输出光束选取单　横模工作。　热光楔偏折在另一相邻温度梯度中得到自动校正，从　而保证了高光束质量和光轴的指向稳定性。　２．２谐振腔设计　１．５　对稳定性的要求　考虑到卫星发射过程中巨大的冲击、振动以及在　天长时间运行无法维护的特点，要求激光器具有高机　械稳定性和热稳定性，主要包括腔镜失调的不灵敏、　热效应的自补偿以及光轴指向的零漂移。美国ＭＯＬＡ　系统采用波罗棱镜腔实现了这一要求［１＇　，文中采用　角锥棱镜高斯非稳腔技术来满足星载环境下稳定性　的需求。　２激光器设计　２．１泵浦几何及热传导冷却设计　为了获得高功率激光输出，有效提高泵浦效率，　方便地实现激光棒热传导冷却，采用侧向泵浦结构。　合理的侧向泵浦几何设计的关键技术主要有３点：　（１）ＴＥＭ∞模体积与泵浦光体积之间有最大程度的空　间交叠；（２）改善激光介质内增益的均匀性；（３）有效　的激光介质热传导冷却，降低热效应的影响，实现高　光束质量。　根据以上要求，笔者设计了ＬＤ阵列与激光介质　热沉交错分布的泵浦几何结构，二极管以半圆柱面阵　列沿着激光棒的长度方向排列，直接侧面泵浦两根串　接的激光棒，泵浦方向垂直于激光辐射的传播方向，　非抽运侧面紧贴在散热凹槽上，实现传导冷却，如图１　所示。该设计中，激光介质中的增益分布是径向　图１泵浦几何及热传导冷却结构设计　Ｆｉｇ．１　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｕｍｐ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ　正反交错排列的，结合角锥棱镜腔的“匀光效应”　，　极大地改善了增益及热传导的均匀性。同时，对于热　传导冷却下激光介质，侧向非均匀泵浦不可避免将产　谐振腔设计的关键是在保证激光器高稳定性前提　下，获得大体积基横模输出，实现高光束质量。在上述　泵浦几何的基础上，笔者设计了一种基于角锥棱镜和　高斯反射率镜（ＧＲＭ）的平凸非稳腔结构，采用平面角　锥棱镜作为谐振腔的全反镜，角锥棱镜的顶点与高斯　膜中心的连线即为光轴，研究发现采用角锥棱镜后可　获得如下光学特性【　：（１）平行自准直特性保证了谐　振腔的失调不灵敏和光轴指向的稳定性；（２）“匀光效　应”使得腔内的光场分布趋于均匀，增加了模式的稳定　性，避免腔内光学元件的损伤；（３）等光程全内反射特　性使其本身不产生新的相位畸变，并且由于其物像关　系为镜像，对于其他腔内光学元件产生的相位畸变有　着一定的校正效果。参考文献【７】将角锥棱镜腔等效为　一个稍复杂的共轴球面开腔，得到其变换矩阵为：　Ｂ＼　１　－２ｄ／ｎ＼ｆ１　ｌ＼　１　一　Ｉ　＼２Ｃ　Ｄ／ｌ＝Ｉ＼０　　一尺　一　Ｊ　０　１　１　０　等＋　詈　尺　＋　＋等一尺　一　　　（３）　一１＜寺（Ａ＋Ｄ）　等－１＋　＜　（４）　利用公式（４）判断其稳定性，当尺一∞，即输出镜为　平面镜时，得到介稳腔结构的谐振腔。当器件高重复频　率运行时，激光工作介质可以等效为一个焦距，随泵浦　功率Ｐ。变化的厚透镜，考虑其热透镜效应的光学补　偿，在谐振腔长Ｌ一定时，合理设计输出镜的曲率半　径，不难获得稳定腔和非稳腔结构形式谐振腔。　但由于Ｎｄ：ＹＡＧ晶体的增益较高，侧面泵浦条件　下容易形成多模振荡，导致光束发散角增大和脉冲宽　度变宽，实现基横模输出是提高光束质量的有效途径。　高斯反射率镜（ＧＲＭ）平凸非稳腔是一种优势独特的获　得基横模输出并且压窄脉宽的技术方案，同时该方案　维普资讯 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第６期　刘旭等：星载激光测高的半导体泵浦全固化激光器设计　的球面波振荡使腔模的抗失调和抑制腔内畸变的能力　进一步增强，具有大而均匀的基模体积，消除了硬边光　阑的衍射效应，可以获得接近衍射极限的光束质量。　２．３结构设计　激光器结构如图２所示，６个国产准连续半圆柱　面ＬＤ阵列，每个阵列有１０个线阵，７０　Ａ时每个线阵　峰值功率为６０　ｗ，按上述泵浦几何直接抽运两根串接　的Ｎｄ：ＹＡＧ激光棒，晶体尺寸为　ｘ４０　ｉｎｉｌｌ，掺杂浓度　为０．７ａｔ％，两端镀１　０６４　ｎｉｎ增透膜，侧面打毛。激光棒　非抽运侧面紧贴在散热凹槽上，实现传导冷却。　Ｎｄ：　Ｇ　ｒｏｄ　ＴＥＣ矗ｈ￡虹ｔ　ｒａｎｋ　口　Ｍ１　Ｑ。ａｗｉｍｈ　暑Ｊ。ｕ田　图２激光器结构设计剖面不蒽图　＆　ｉ　Ｆｉｇ．２　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｐｒｏｆｉｌｅ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ＬＤ阵列通过铜质热沉将热量传导给半导体制冷　孽ｌ　孽ｌ　孽ｌ　孽ｌ　器，温控电路闭环控制半导体制冷器的工作电流确保　ＬＤ工作温度范围为２９５＋＿０．５　Ｋ，半导体制冷器紧贴散　热片，采用风冷全固化设计。角锥棱镜的尺寸为　ｑ５８ｘ８　ｉｎｉｌｌ，熔融石英材质，底面镀１　０６４　ｎｍ增透膜　≥　９８．５％，输出镜为高斯射率镜，曲率半径Ｒ＝３　ｍ，其中心　反射率为４０％，２ｔＯｍ＝２　ｉｎｉｌｌ，ｎ＝２，激光器腔长为　１３０　ｎｌｍ。被动调Ｑ　Ｃｒ￣：ＹＡＧ晶体初始透过率Ｔ＝３０％。　３实验结果及分析　采用ＱＣＷ－９００Ａ型ＬＤ驱动电源，激光器以３０　Ｈｚ　重复频率连续工作２０　ｍｉｎ，阈值电流６５　Ａ，泵浦脉宽为　２４０　ｓ，对应阈值平均功率为５５　Ｗ，设定工作电流为　６７　Ａ，用ＥＰＭ１　０００型激光功率能量计监测并记录所有　激光脉冲能量，其平均能量为６６．２　ｍＪ，输出平均功率为　１．９９　ｗ，电光效率达３．５％。能量稳定性如图３所示，能　量稳定性达３％，分析原因为泵浦几何的优化设计和角　锥棱镜应用改善了整体上增益的均匀性，腔内光场进一　步均匀化，这使得Ｃ　：ＹＡＧ晶体在光轴附近处的漂白　时间几乎一致，并且均匀漂白，从而改善了能量稳定性。　另外，以高斯非稳腔进行选模也对提高被动调Ｑ的输出　稳定性有所贡献。　Ｇｑｐｈ　ｏｆ　ＣＨＡ　０　７卸　１４　４００　２１　６０Ｄ　２８　８００　３６　０００　Ｓｕｍ　图３激光器以３０　Ｈｚ频率工作２０　ｍｉｎ能量稳定性　Ｆｉｇ．３　Ｈｉｇｈ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ａｔ　３０　Ｈｚ．２０　ｍｉｎ　采用ＴＤＳ３０５２型５００　ＭＨｚ数字式存储示波器和　ＴＥＫ－Ｐ６７０１Ａ型光电探头，利用衰减法，在重复频率为　３０　Ｈｚ条件下测量输出脉宽为６．０５６　ｎｓ，波形光滑稳　定，如图４所示。可得脉冲峰值功率为１０．９　ｌＶｌＷ，满足　设计指标要求。　‘　ｎ～～…　１一　’　４，一　图４泵浦功率５７　ｗ、３０　Ｈｚ重频下的输出脉冲波形　Ｆｉｇ．４　Ｐｕｌｓｅ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ａｔ　ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｐｕｍｐ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　５７　Ｗ，３０　Ｈｚ　以ＬａｓｅｒＣａｍｍＤ／ＢｅａｍＶｉｅｗ型光束质量分析仪　考察光束质量和光轴指向稳定性情况，其远场光场分　布如图５所示，套孔法测得发散角为０．６　ｍｒａｄ。可见　激光器为低横模运行。图６为激光器３０　Ｈｚ运行前　５０个输出脉冲的光轴指向稳定性情况，距离平均光　轴指向位置的最大漂移为０．２５１　ｍｍ，均方根　０．Ｏ４３，　近乎零漂移。　图５输出脉冲远场的二维，三维光场分布　Ｆｉｇ．５　Ｆａｒ　ｆｉｅｌｄ　２Ｄ／３Ｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＯＵｔｐｕｔ　ｐｕｌｓｅ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　（下接第８８０页）　维普资讯 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红外与激光工程　第３６卷　快地找到最佳支撑点的位置，且优化结果的镜面面形　精度高于传统方法的精度，这对光学系统成像质量的　提高具有重要意义。　参考文献：　［１１　ＹＩ　Ｍｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ，ＷＡＮＧ　Ｌｏｎｇ．Ｓｔａｔｕｓ　ｑｕｏ　ａｎｄ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　ａｒｍｙ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃ　ｃｏｕｎｔｅｒｉｉｌｅａｓｕｒｅ　ｔｃｈｎｏｌｅｏｇｙ　慧，夏立新，陈诚．基于有限元法的主镜底支撑的优化分析．　机械设计与制造），２００４，３：６７—６９．　【５】　ＺＥＮＧ　Ｙｏｎｇ－ｑｉａｎｇ，ＦＵ　Ｄａｎ—ｙｉｎｇ，ＳＵＮ　Ｊｉ—ｗｅｎ，ｅｔ　ａ１．Ｓｕｍｍａｒｙ　ｏｆ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｐａＵｅｍｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｍｉｌＴｏｒ　ｆｏｒ　ｓｐａｃｅ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｏｒ［Ｊ】．Ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ＆Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ（曾勇强，　傅丹鹰，孙纪文，等．空间遥感器大Ｅｌ径反射镜支撑结构综　述．航天返回与遥感），２００６，２７（２）：１８—２７．　ＮＥＬＳＯＮ　Ｊ　Ｅ，ＬＵＢＬＩＮＥＲ　Ｊ．ＭＡＳＴ　Ｔ　Ｓ．Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ　ｍｉｒｒｏｒ　ｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ【Ｊ】．Ｉｎｆｈｒｅｄ　ａｎｄ　ｌａ￣ｌｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（易明，王　‘　ｓｕｐｐｏｒｔｓ：ｐｌａｔｅ　ｄｅｔｉｃｆｅｉｏｎ　ｏｎ　ｐｏｉｍ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＳＰＩＥ，Ａｄｖａｎｅｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓ，１９８２，３３２：２１２—　２２８．　晓，王龙．美军光电对抗技术、装备现状与发展趋势初探．红　外与激光工程），２００６，３５（５）：６０１—６０７．　【２】　ＧＡＯ　Ｍｉｎｇ－ｈｕｉ，ＹＡＮＧ　Ｊｉｎ—ｓｏｎｇ，ＨＥ　Ｂｉｎ・Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　［７１　ＷＵ　Ｘｉａｏ－ｊｉｎｇ，ＭＥＮＧ　Ｊｕｎ—ｈｅ．Ａｔｈｅｒｍａｌｉｚｉｎｇ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｂｙ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ【Ｊ】．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　ｕｌｔｒａ　ｔｈｉｎ　ｍｉｒｒｏｒ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（高明辉，杨近松，何　斌．超薄反射镜支撑技术．光学技术），２００３，２９（５）：６１１—６１３．　【３】　ＣＨＥＮＧ　Ｊｉｎｇ－ｑｕａｎ．Ｐｒｉｎｄｐｌｅｓ　ｏｆ　Ａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌ　Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（吴晓靖，孟军和．使用简单机械实现红外　光学系统无热化．红外与激光工程），２００６，３５（５）：６０１—６０７．　【Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｐｒｅｓｓ（程景全．天文　望远镜原理和设计．北京：中国科学技术出版社），２００３：１０５—２０４．　【４】ＸＵ　Ｊｉａ－ｈｕｉ，ＸＩＡ　Ｌｉ—ｘｉｎ，ＣＨＥＮ　Ｃｈｅｎｇ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅ￣ｉｄｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｍｉｌＴｏｒ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　【８】　ＹＵ　Ｙａｎｇ，ＣＡＯ　Ｇｅｎ－ｒｕｉ．Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｉｌ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｖｅ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｎｄ　ｏｐｔａｉｍｉｚａｆｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｅ　ｍｉｒｒｏｒｓ【Ｊ】．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｎｅＵｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（于洋，曹根瑞．主动光学反射镜面　形的校正能力及其优化设计．北京理工大学学报），２００３，２３　（２）：２２９－２３．　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ【Ｊ】．Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ（徐加　（上接第７９７页）　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｌａｓｅｒ　ｉｎ　ｓｐａｃｅ［Ｊ］．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ￣（施　翔春，陈卫标，侯霞．全固态激光技术在航天领域的应用．红外　■　图６　３０　Ｉ－ｈ频率工作的光轴指向稳定性　Ｆｉｇ．６　Ｏｐｔｉｃｓ　ａｘｅｓ　ｄｒｉｆｔ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｂｙ　３０　Ｈｚ　与激光工程），２００５，３４（２）：１２７—１３１．　【２】　Ｏ　Ｉｔ正Ｎ　Ｈ　Ｗ，ＭＵＮＩＳ　Ｒ　Ｈ．Ｒｅｄ　ａｎｄ　Ｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｒｅｔｉｅ—　ｃｈａｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｎｏｗ【Ｒ】．Ｈａｎｏｖｅｒ：Ｕ．Ｓ．Ａｒｍｙ　Ｃｏｌｄ　Ｒｅｇｉｏｎｓ　Ｒｅｓ—　ｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｅｉｌｇ　Ｌａｂ，１９７５．　ＷＯＬＦＥ　Ｗ　Ｌ，ＺＩＳＳＩＳ　Ｇ　Ｊ．Ｔｈｅ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ【Ｍ】．ＭＩ：　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｉｃｈｉｇａｎ，１９７８．　ＱＩＡＮＧ　Ｘｉ—ｗｅｎ，ＬＩＵ　Ｊｉｎｇ－ＦＵ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｎ　ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ　ｉｎｔｅｎｓｅ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅｓ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ【Ｊ】．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（强希文，刘晶儒．超短强激光脉冲大气传输　效应的建模．红外与激光工程），２００５，３４（３）：３０６—３０９．　ＲＡＭＯＳ－ＬＺＱＵＩＥＲＤＯ　Ｌ，ＢＵＦＴＯＮ　Ｊ　Ｌ，ＨＡＹＥＳ　Ｐ．ｏｐｔｉｃａｌ　４结论　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍａｒｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｒ　ｌａｓｅｒ　ｌｔａｉｍｅｔｅｒ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　０ｐｔ，１９９４，３３（３）：３０７—３２２．　文中在分析满足５００　ｋｉｎ的轨道高度星载测高对　激光器技术指标需求的基础上，设计了采用优化泵浦　ＣＨＥＮＧ　Ｙｏｉｌｇ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ａｄｊｕｓｔ・ｆｒｅｅ　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｌａｓｅｒ［Ｊ］．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（程勇．免调试固　体激光器研究与进展．红外与激光工程），２００６，３５（３）：２９７—３０１．　ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ・ｂｉｎｇ，ＣＨＥＮＧ　Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｇｕ－ｃｈａｎｇ，ｅｔ　ａ１．　几何和角锥棱镜谐振腔的半导体泵浦全固化激光器。　器件单脉冲能量６６．２　ｍＪ，脉宽６．０５６　ｎｓ，峰值功率高达　１０．９　ＭＷ，光束发散角０．６　ｍｒａｄ，可以３０　Ｈｚ高重复频　率风冷下长时间运行，能量稳定性３％，光轴近乎零漂　移，并以高可靠性和高稳定性为突出优势，是适合星载　激光测高的优异理想方案。　参考文献：　【１】ＳＨＩ　Ｘｉｎｇ－ａｃｈｕｎ，ＣＨＥＮ　Ｗｅｉ－ｂｉａｏ，ＨＯＵ　Ｘｉａ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｐｒｉｓｍ　ｒｅｓｏｎａｔｏｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｂｅａｍ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ＤＰＬ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　ｎｄＥｌａｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（王小兵，程勇，王古常，等．定向棱镜腔改善重频　ＤＰＬ光束质量的研究．量子电子学报），２ｏｏ５，２２（２）：１８６—１９０．　ＣＨＥＮＧ　Ｙｏｉｌｇ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｂｉｎｇ，ＳＵＮ　Ｂｉｎ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｐｒｉｓｍ　ｃａｖｉｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ［ｔＪ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌ丑ｓｅｒｓ　（程勇，王小兵，孙斌，等．定向棱镜谐振腔的特性研究．中国激　光），２Ｏｏｏ，Ａ２７（６）：５３７－５４１．