【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光，特别涉及一种激光告警设备模拟测试及激光衰减系统。
技术介绍
1、随着激光技术在各个领域的广泛应用，激光设备的性能和稳定性成为了关键关注点。激光设备在不同环境和条件下的性能评估和测试变得至关重要，特别是在军事、通信、医疗和工业应用中。随着激光技术在通信、雷达、光学传感和其他领域的广泛应用，对激光告警设备的需求越来越迫切。激光告警设备模拟测试及激光衰减系统的专利技术填补了激光系统测试领域的技术空白，提供了一种全面测试激光系统性能的方法。
2、在过去的几十年里，激光技术取得了巨大的进展，但同时也带来了一系列挑战和问题。以下是现有技术中存在的一些问题：激光设备性能评估困难： 在许多应用中，激光设备的性能评估需要考虑多种因素，包括激光功率、波长、相位、衰减、环境干扰等。传统的评估方法通常难以全面考虑这些因素，导致对设备性能的准确评估存在挑战。缺乏真实环境模拟： 在一些关键应用中，例如军事激光通信或激光雷达，设备性能必须在真实环境中进行测试。然而，真实环境中的测试通常昂贵且不易实现。激光衰减建模不准确： 衡量激光衰减是激光系统性能评估的关键部分，但现有的衰减模型通常不够准确，无法充分考虑非线性吸收、饱和效应等因素。环境干扰难以模拟： 大气湍流、杂散光等环境因素对激光系统性能产生重要影响，但如何准确模拟这些干扰并评估其影响仍然是一个挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，本专利技术降低了测试成本、提高了测试可重复性、
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，所述系统包括：模拟测试部分和衰减部分；所述衰减部分，用于定义激光传播的折射率分布，制定非线性吸收模型，考虑非线性折射率饱和效应，制定传播方程，得到激光在传播过程中的强度分布；所述模拟测试部分，用于初始化测试环境，生成激光源参数，模拟激光源位置，计算光路长度，基于激光在传播过程中的强度分布，计算激光衰减，模拟环境干扰，计算激光的接收功率，设置告警门限，基于接收功率，进行告警检测。
3、进一步的，模拟测试部分初始化测试环境时，将设置初始模拟参数；所述初始模拟参数包括：激光源数量、输入功率、测试距离和模拟时间。
4、进一步的，模拟测试部分根据初始模拟参数，使用如下公式，生成每个激光源的激光源参数：
5、；
6、其中，为激光源数量；为输入功率；为测试距离；为模拟时间；为波长；为功率相位；为下标，用于区别不同的激光源；
7、使用如下公式，模拟激光源位置：
8、；
9、其中，为x轴位置；为y轴位置。
10、进一步的，模拟测试部分，通过如下公式，计算光路长度：
11、；
12、其中，表示第个激光源到接收器的光路长度，表示从激光源位置到接收器位置的实际距离；和分别表示接收器的x轴位置和y轴位置。
13、进一步的，所述衰减部分定义的激光传播的折射率分布使用如下公式进行表示：
14、；
15、其中，是基准折射率，是扰动幅度，和是空间周期，是高斯波束宽度；表示空间位置；为空间坐标系中的x轴位置；为空间坐标系中的y轴位置；为空间坐标系中的z轴位置；为激光传播的折射率分布。
16、进一步的，衰减部分制定的非线性吸收模型，使用如下公式进行表示：
17、；
18、其中，为虚数单位；是密度矩阵，是单粒子哈密顿量，是相互作用势能；为约化普朗克常数；为时间；为对易子运算。
19、进一步的，衰减部分采用饱和模型来考虑非线性折射率饱和效应，使用如下公式，计算在饱和模型的作用下，激光的折射率：
20、；
21、其中，是激光强度，是非线性折射率系数，是饱和光强；为饱和折射率；再使用如下公式，表示传播方程：
22、；
23、其中，是光场强度，是波数，是横向laplacian算子，是吸收系数；为传播距离；通过求解传播方程，得到激光在传播过程中的强度分布为。
24、进一步的，模拟测试部分基于激光在传播过程中的强度分布，使用如下公式，计算激光衰减：
25、。
26、进一步的，模拟测试部分模拟环境干扰时，考虑大气湍流和杂散光，使用如下公式，计算得到环境干扰因子：
27、；
28、基于激光衰减和环境干扰因子，使用如下公式，计算激光的接收功率：
29、
30、进一步的，模拟测试部分设置告警门限为；根据接收信号功率与告警门限的比较来进行告警检测：
31、；
32、其中，为告警标志符，若等于1，则进行告警。
33、本专利技术的一种激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，具有以下有益效果：本专利技术的核心是模拟测试激光系统性能，其中衰减部分和模拟测试部分共同发挥关键作用。首先，衰减部分利用非线性吸收模型和饱和模型来定义激光传播的折射率分布，并制定传播方程，考虑大气湍流和杂散光等环境因素。这一部分的创新在于，它不仅考虑了折射率的变化，还通过饱和模型来考虑非线性折射率饱和效应，从而更准确地描述激光在传播过程中的行为。这意味着在不同的工作环境下，激光系统的性能可以更全面地评估，不再局限于理论或实际试验的限制。本专利技术的模拟测试方法降低了测试成本，因为它不再依赖于昂贵的硬件设备和实地试验。相反，测试人员可以通过计算机模拟来完成测试，节省了大量的时间和资源。同时，模拟测试方法提高了测试的可重复性，不同时间和地点的测试数据具有更高的一致性，这有助于更好地评估激光系统的性能。本专利技术提到了环境干扰因素，包括大气湍流、杂散光等。本专利技术不仅考虑了这些因素，还使用了相应的算法和公式来精确模拟它们的影响。例如，通过计算环境干扰因子，可以更好地理解激光系统在不同环境下的性能表现。这对于实际应用中的激光系统非常重要，因为它们往往在复杂和多变的环境中工作。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，所述系统包括：模拟测试部分和衰减部分；所述衰减部分，用于定义激光传播的折射率分布，制定非线性吸收模型，考虑非线性折射率饱和效应，制定传播方程，得到激光在传播过程中的强度分布；所述模拟测试部分，用于初始化测试环境，生成激光源参数，模拟激光源位置，计算光路长度，基于激光在传播过程中的强度分布，计算激光衰减，模拟环境干扰，计算激光的接收功率，设置告警门限，基于接收功率，进行告警检测。
2.如权利要求1所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分初始化测试环境时，将设置初始模拟参数；所述初始模拟参数包括：激光源数量、输入功率、测试距离和模拟时间。
3.如权利要求2所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分根据初始模拟参数，使用如下公式，生成每个激光源的激光源参数：
4.如权利要求3所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分，通过如下公式，计算光路长度：
5.如权利要求4所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征
6.如权利要求5所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，衰减部分制定的非线性吸收模型，使用如下公式进行表示：
7.如权利要求6所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，衰减部分采用饱和模型来考虑非线性折射率饱和效应，使用如下公式，计算在饱和模型的作用下，激光的折射率：
8.如权利要求7所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分基于激光在传播过程中的强度分布，使用如下公式，计算激光衰减：
9.如权利要求8所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分模拟环境干扰时，考虑大气湍流和杂散光，使用如下公式，计算得到环境干扰因子：
10.如权利要求9所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分设置告警门限为；根据接收信号功率与告警门限的比较来进行告警检测：
...【技术特征摘要】
1.一种激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，所述系统包括：模拟测试部分和衰减部分；所述衰减部分，用于定义激光传播的折射率分布，制定非线性吸收模型，考虑非线性折射率饱和效应，制定传播方程，得到激光在传播过程中的强度分布；所述模拟测试部分，用于初始化测试环境，生成激光源参数，模拟激光源位置，计算光路长度，基于激光在传播过程中的强度分布，计算激光衰减，模拟环境干扰，计算激光的接收功率，设置告警门限，基于接收功率，进行告警检测。
2.如权利要求1所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分初始化测试环境时，将设置初始模拟参数；所述初始模拟参数包括：激光源数量、输入功率、测试距离和模拟时间。
3.如权利要求2所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分根据初始模拟参数，使用如下公式，生成每个激光源的激光源参数：
4.如权利要求3所述的激光告警设备模拟测试及激光衰减系统，其特征在于，模拟测试部分，通过如下公式，计算光路长度：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兰舟，杜怀云，
申请(专利权)人：四川天中星航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。