大角度斜入射情况下的猫眼效应激光反射特性

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宝石猫眼效应原理

宝石猫眼效应原理

宝石猫眼效应原理宝石猫眼效应是一种宝石的特殊光学现象,也被称为“猫眼效应”或“猫眼石效应”。

它是一种光学效应,使得宝石表面出现一条明亮的光线,就像一只猫的眼睛一样。

这种效应给宝石带来了独特的美感和价值。

宝石猫眼效应的原理是基于宝石内部的微小纤维或管道结构。

这些微小的结构会使得光线在宝石内部发生反射和折射,最终形成一条明亮的光线。

这条光线通常呈现为垂直于宝石表面的一条亮线,就像一只猫的眼睛在闪闪发光。

宝石猫眼效应最常见的宝石是猫眼石,也叫做“宝石猫眼”。

猫眼石是一种含有微小纤维结构的宝石,这些纤维会使得光线在宝石内部发生反射和折射,形成明亮的光线。

这条光线通常呈现为垂直于宝石表面的一条亮线,就像一只猫的眼睛在闪闪发光。

除了猫眼石,其他一些宝石也可以出现类似的效应。

例如,某些蓝宝石和祖母绿也可以呈现出猫眼效应。

这些宝石内部的微小管道或纤维结构会使得光线发生反射和折射,形成明亮的光线。

宝石猫眼效应的强度和明亮度取决于宝石内部结构的特性以及光线的入射角度。

当光线以特定角度入射到宝石表面时,才会形成明亮的猫眼效应。

这也是为什么只有在特定角度观察宝石时才能看到明亮的光线。

人们通常会将宝石猫眼效应与星光效应进行比较。

星光效应是指在宝石表面出现多条明亮的光线,形成星星点点的效果。

与星光效应不同,宝石猫眼效应只会形成一条明亮的光线,就像一只猫的眼睛在闪闪发光。

宝石猫眼效应给人一种神秘而迷人的感觉。

人们常常将其与幸运和吉祥联系在一起。

因此,宝石猫眼通常被用来制作各种珠宝首饰,如戒指、项链和手链等。

这些珠宝首饰不仅具有美丽的外观,还寓意着好运和幸福。

总之,宝石猫眼效应是一种宝石的特殊光学现象,通过微小纤维或管道结构使得光线在宝石内部发生反射和折射,形成明亮的光线。

这种效应给宝石带来了独特的美感和价值。

无论是作为珠宝首饰还是收藏品,宝石猫眼都是一种非常受欢迎和珍贵的宝石。

猫眼效应用于激光主动探测技术的研究现状与发展趋势

猫眼效应用于激光主动探测技术的研究现状与发展趋势

激光与光电子学进展47,102802(2010)L a ser &Opt oe l e ct ro nics P rog re ss Z 20105中国激光6杂志社do i:10.3788/L OP 47.102802猫眼效应用于激光主动探测技术的研究现状与发展趋势赵延仲1 孙华燕1 宋丰华1 谷锁林2(1装备指挥技术学院,北京101416;2中国酒泉卫星发射中心,甘肃酒泉732750)摘要 基于猫眼效应的激光主动探测技术是应用于激光武器系统中的一项新型技术,其中最为关键的问题是如何准确描述被探测光学目标的猫眼效应反射特性。

介绍了几种成功应用猫眼效应的车载、便携、舰载和机载激光武器系统,综述了一些有代表意义的研究方法和结果。

最后阐述了目前猫眼效应用于激光主动探测技术存在的主要问题,并指出当前的发展趋势:多体制探测、基于猫眼效应反射光的衍射干涉特性获取光学目标特征参数、基于猫眼系统对探测激光的调制作用建立闭合回路跟踪系统、随机大气对猫眼效应反射光的影响等。

关键词 探测器;激光技术;激光主动探测;猫眼效应;反射特性中图分类号 T N 249 OC IS 280.4788140.3580 文献标识码 ARe se arch and Prospe ct of Cat -Eye Effect Use d for ActiveLase r De te ction Te chnique Zhao Yanzhong 1 Sun Huayan 1 Song Fenghua 1 Gu Suolin 21Academ y of Equ ipm ent Com m an d an d T echn ology ,Beijing 101416,Chin a 2Chin a Jiu Qu an Sa tellite La un ch Cen ter ,J iuqu an ,Ga nsu 732750,Chin aAbstract Active laser detection ba sed on cat -eye effect is a new t ype of technique used in laser weapons.The key technology is how to describe the reflection characteristics of c at -eye effect of optical targets exactly.Several vehicle -borne,portable,ship -borne and air -borne laser weapons using cat -eye effect are introduced.Representative research m ethods and results are reviewed.Finally,the existent problems of cat -eye effect used in active laser detec tion technique are presented,and the development prospects are a lso discussed including the mult-i system detection,the optic al target parameters acquiring technique based on diffraction and interference characteristics of cat -eye effect,the closed -loop ac tive trac king system based on the modulation effect of cat -eye system on the detection laser,and the effect of stochastic atmosphere on cat -eye effect reflec ted light.Key wo rds detectors;laser tec hnique;ac tive laser detection;cat -eye effec t;reflection c haracteristic s收稿日期:2010-04-12;收到修改稿日期:2010-05-12基金项目:国防预研基金(TY 7131008)和/十一五0国防预研基金(513210902)资助课题。

基于“猫眼”效应的激光主动成像探测系统性能分析

基于“猫眼”效应的激光主动成像探测系统性能分析
o p r t n r n e i d d c d a c r ig t e e p e s n o d u ai n c nr s ai .T e smu ain f rs se p r fo ai a g s e u e c od n o t x rs i fmo l t o t t t h i lt o y t m - e o h o o a r o o e
成像识别方面受到人们 的广泛关注。激光主动成像 探测是采用激光光源瞬间照明 目标所处空间 , 同时 利用高增益成像器件和距离选通技术对 目标成像 , 使由被观察 目 标反射回来的辐射脉冲刚好在成像器 件 的选通工作 时间内成像 。与被动探测方式相 比, 具有探测性能对背景特性依赖小 , 成像清晰、 比度 对 与角分辨力高, 能同时获取 目 图像与距离信息等 标 突出优势 , 可提高对小、 远、 暗、 隐蔽威胁 目标的成像 识别能力。但 由于大气通道的影响 , 激光 回波强度 将发生严重衰减、 光束发散和漂移 , 致使成像器件 的
Pe f r a c a y i fLa e tv m a i g De e to r o m n e An l ss o s r Ac i e I g n t c i n
S se s d o “c te e’Efe t y t m Ba e n a-y ’ f c
A s atT i peettna a zs epr r a c sr c v ai e c o s m b v ga dlf bt c :hs rsn i nl e e om eo l e t e m g gdt t ns t yg i moe o 叩一 r ao y t h f n fa a i i n ei y e i n
Z HANG , UN Xi S Hua y n .a

激光的反射特性是什么原理

激光的反射特性是什么原理

激光的反射特性是什么原理激光的反射特性是指当激光束照射到物体表面时,光线会发生反射现象并按照一定的规律进行传播。

激光的反射特性是基于光的波动性和光与物质相互作用的基本原理。

光的波动性是激光的反射特性的基础。

光是一种电磁波,具有波粒二象性。

当光遇到物体表面时,一部分光被吸收,一部分光被反射。

而激光具有高度的相干性和单色性,使得其对光的波动性的表现更加明显。

根据光的波动性和几何光学原理,可以使用菲涅尔公式来描述激光的反射特性。

菲涅尔公式是由法国物理学家菲涅尔于19世纪早期提出的,用于计算光在两种介质的分界面上的反射和透射现象。

这个公式将入射角、折射角、反射波和透射波之间的关系联系起来。

在光照射物体表面时,根据菲涅尔公式,光会分为两部分:一部分沿着入射角的方向向物体表面传播,被称为反射波;另一部分穿过物体表面进入物体内部传播,被称为折射波。

根据入射角和物体表面的特性,反射波与折射波的比例会发生改变。

物体表面的特性对激光的反射特性起着重要作用。

物体表面的光学性质,如反射率、透射率和吸收率等,决定了光在物体表面的反射和吸收现象。

反射率是指入射光被物体表面反射的比例,透射率是指入射光穿过物体表面的比例,吸收率是指入射光被物体表面吸收的比例。

不同的物体表面材料对激光的反射特性具有不同的影响。

除了物体表面的特性外,入射光的特性也会对激光的反射特性产生影响。

入射光的波长和偏振态会影响光在物体表面的吸收、反射和透射。

例如,在垂直入射时,入射角为0,光的反射率最大;而当入射角增加时,反射率会减小。

而不同波长的激光光束对物体表面的吸收和反射也有不同的影响,这是由于物体材料对不同波长光的吸收能力不同所致。

此外,激光的反射特性还与光束的功率和光束的直径有关。

功率越高的激光光束在物体表面的反射会更加明显,而功率较低的激光光束则可能被物体表面吸收或透射。

光束的直径也会影响反射波的传播特性,大直径的光束透过物体表面后会发生衍射现象,而小直径的光束则可以较好地保持并集中在一个点上。

“猫眼效应”激光主动探测技术影响因素分析

“猫眼效应”激光主动探测技术影响因素分析

“猫眼效应”激光主动探测技术影响因素分析都元松;董文锋;罗威;黎波涛【摘要】基于“猫眼效应”激光主动探测技术,是对无人机光电侦察系统实施强激光干扰较为有效的一种干扰手段.根据激光照射“猫眼”目标的回返特性,建立了不同情况下回波强度模型,对典型目标在不同目标反射率、不同激光发射功率、不同激光发散角情况下进行仿真分析.结果表明,仿真结果与理论计算相一致,因此可用于指导未来基于激光主动探测技术的强激光干扰系统设计.【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】6页(P88-93)【关键词】“猫眼效应”;主动探测;光电侦察;强激光干扰;回返特性;回波强度【作者】都元松;董文锋;罗威;黎波涛【作者单位】空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019【正文语种】中文【中图分类】TN9770 引言近年来基于“猫眼效应”激光主动探测技术,在光电侦察、追踪及光通信等领域引起了广泛重视[1-3]。

由于光电观瞄设备具有一定的反射率,根据光路可逆原理,当其受到一束强激光照射时,能够产生一个相对于其他漫反射目标较强的回波信号[4-6],尤其是在大的空间范围进行高空远距离目标探测时,光电探测系统的光学回路提供的“猫眼”反射效应,能够大大增强回波强度,这种自身条件是某些目标探测方法不可比拟的。

因此,深入研究因“猫眼效应”产生的回波功率计算公式及其影响因素显得尤为必要[7-8]。

1 激光主动探测技术理论分析由于光电系统内部都具有光学系统结构,其结构类似于猫的眼睛,可实现光的逆向传输[9],如图1所示。

内部有调制盘和光电探测器、光敏面等光学元件。

光敏面可实现将入射光束按照原路反射回去,可实现对百公里以外的空中目标实施目标探测。

图1 “猫眼效应”光学模型Fig.1 “Cat eye effect” optical model1.1 “猫眼”光学系统回波功率分析分析正入射条件下回波功率受目标光电侦查系统口径大小影响在激光主动探测系统中尤为重要,由于激光自身存在一定的发散角,为此激光经远距离传输后势必会形成一定的区域面积,如图2所示。

入射角对“猫眼”目标特性的影响

入射角对“猫眼”目标特性的影响
第 4 卷 第 4期 1
2 1 年 4月 01
激 光 与 红 外
L E AS R & I RARE NF D
Vo . 1 N . 14 . o 4 Ap l 0 157 ( 0 10 -4 00 10 -0 8 2 1 )40 3 -5

光 电对 抗 ・
标LC R S和 主动探 测 距 离的 影 响进 行 了数 值 模 拟 , 果 表 明: 射 角 和 离焦 量 的增 大 会 引起 结 入 “ 眼”目标 有 效 照射 面 积和 回波 发散 角 变小 , 而 引起 L C 猫 进 R S和 激 光 主 动探 测 距 离 变 小。 这 为激 光 主动探 测 系统 的设 计和 性能评 价提 供 了必要 的依据 。 关 键词 : 猫 眼” 应 ; 光 雷达 截 面 ; 射 角 ; “ 效 激 入 离焦 量 ; 测 距 离 探

要: 激光雷达截 面( R S 能够综合表征 目 激光散射特性 , LC ) 标 在激光主动探测 系统论证设
计、 探测性能估算 中有广泛 的应用。从 L C R S定义 出发 , 建立 了正入射 与斜入射条件 下离焦 “ 眼” 标 的 L C 模型, 猫 目 RS 得到了正入射与斜入射条件下离焦“ 猫眼”目 的探测距离计算公 标 式 , 论 了 目标 L C 讨 R S及 主动探 测 距 离随入 射 角和 离焦 量 变化 的规 律 , 对入 射 角 和 离 焦量 对 目
( . e a m n f pi n l t ncE gne n , rn neE g er gC lg ,h i h a g 50 3 C i ; 1D pr e t t sadEe r i nier gO d ac ni e n o eeS ia un 0 0 ,hn t oO c co i n i l jz 0 a

猫眼与反猫眼的光学设计

猫眼与反猫眼的光学设计

猫眼在光学系统中的应用
望远镜
01
显微镜
02
03
摄影镜头
猫眼设计常用于望远镜中,以提 供宽广的视场和良好的光学性能。
在显微镜中,猫眼设计能够提供 更大的工作距离和更宽的观察范 围。
在摄影镜头中,猫眼设计能够产 生独特的视觉效果,增强画面的 纵深感。
猫眼设计的优势与局限
优势
猫眼设计具有宽广的视场角、优良的 光学性能和紧凑的结构,使得它成为 各种光学仪器中的理想选择。
优势
高放大倍数、高清晰度、紧凑轻便、易于携带。
局限
由于其结构特性,反猫眼设计通常无法实现连续的光焦距调节,且在光线较弱 的环境下表现较差。
03
猫眼与反猫眼的比较分析
设计原理比较
猫眼设计
利用凹透镜和凸透镜的组合,使光线在 经过折射后聚焦在视网膜上,形成清晰 的图像。
VS
反猫眼设计
利用凸透镜和凹透镜的组合,使光线在经 过折射后发散,形成放大的图像。
局限
由于猫眼设计的结构特性,其焦距较 短,可能导致光学系统的工作距离较 短。此外,由于其特殊的形状,制造 和加工难度较大,成本较高。
02
反猫眼设计概述
定义与特性
定义
反猫眼设计是一种特殊的光学系统, 其结构与猫眼镜头相反,能够将目标 图像放大并呈现为倒立像。
特性
反猫眼设计通常具有较大的放大倍数, 能够提供高清晰度的图像,同时具有 紧凑的结构和较轻的重量,便于携带。
反猫眼在光学系统中的应用
科学实验
反猫眼设计常用于显微镜、望远镜等科学仪器中,以提供高倍数、 高清晰度的观察效果。
监控设备
由于其能够将目标放大并呈现为倒立像,反猫眼设计在监控领域中 广泛应用于安全摄像头和门禁系统。

猫眼的工作原理

猫眼的工作原理

猫眼的工作原理引言概述:猫眼是一种常见的光学设备,广泛应用于照相机、望远镜等领域。

它的工作原理基于光的反射和折射规律,通过聚焦光线来形成清晰的图像。

本文将详细阐述猫眼的工作原理,包括光的传播、反射、折射、聚焦等方面。

正文内容:1. 光的传播1.1 光的特性:光是电磁波的一种,具有波粒二象性,速度快且直线传播。

1.2 光的传播方式:光线在空气、水、玻璃等介质中传播时会发生折射,即改变传播方向。

2. 光的反射2.1 光的反射规律:光线在与界面垂直入射时,会以相同的角度反射回去。

2.2 光的反射应用:猫眼利用光的反射特性,将光线反射到镜头上,形成清晰的图像。

3. 光的折射3.1 光的折射规律:光线在从一种介质进入另一种介质时,会发生折射,折射角度与入射角度有关。

3.2 光的折射应用:猫眼通过透镜的折射作用,调整光线的传播方向,以便形成清晰的图像。

4. 聚焦4.1 透镜的作用:透镜是猫眼的关键部件,通过调整透镜的位置来实现对光线的聚焦。

4.2 聚焦的原理:透镜会使光线在通过时发生折射,根据透镜的凸凹程度和位置的不同,可以实现光线的聚焦。

4.3 聚焦的应用:通过透镜的聚焦作用,猫眼可以将光线聚焦到感光元件上,形成清晰的图像。

5. 猫眼的结构5.1 镜头:用于收集光线,调整光线的传播方向。

5.2 透镜:通过折射和聚焦作用,使光线聚焦到感光元件上。

5.3 感光元件:接收光线,将光信号转化为电信号,进而形成图像。

总结:综上所述,猫眼的工作原理基于光的传播、反射、折射和聚焦等原理。

通过合理调整镜头和透镜的位置,猫眼可以实现对光线的收集、调整和聚焦,从而形成清晰的图像。

猫眼的结构包括镜头、透镜和感光元件,它们共同协作,完成光信号到图像的转换。

猫眼在照相机、望远镜等领域具有广泛的应用。

猫眼的工作原理

猫眼的工作原理

猫眼的工作原理
猫眼是一种常见的光学仪器,它是通过利用光的反射和折射原理来实现对物体的观察和测量的。

猫眼的工作原理主要包括光的入射、反射和折射、镜头系统的成像和观察等几个方面。

首先,猫眼的工作原理涉及光的入射、反射和折射。

当光线从外部环境进入猫眼时,会首先遇到猫眼的镜头系统。

镜头系统由多个透镜组成,通过透镜的形状和折射率的不同,可以对光线进行聚焦和散射。

当光线通过透镜系统后,会发生反射和折射现象,进而形成物体的像。

其次,猫眼的工作原理还涉及镜头系统的成像。

透镜系统会根据物体的位置和形状,将光线聚焦在特定的位置上,形成物体的像。

这个过程是通过光线的折射和反射来实现的。

透镜系统可以调节焦距和光圈大小,以便对不同距离和大小的物体进行观察和测量。

最后,猫眼的工作原理还包括观察和测量。

通过猫眼的镜头系统,可以将物体的像投射到观察者的眼睛或者其他接收器上。

观察者可以通过观察物体的像来获取有关物体的信息,如形状、大小、颜色等。

此外,猫眼还可以通过测量物体的像的位置、大小等参数,来进行精确的测量和分析。

总结起来,猫眼的工作原理是通过利用光的反射和折射原理,将物体的像形成并投射到观察者的眼睛或者其他接收器上,从而实现对物体的观察和测量。

猫眼的镜头系统起到了至关重要的作用,通过调节焦距和光圈大小,可以实现对不同距离和大小的物体的观察和测量。

猫眼在科学研究、医学诊断、工业检测等领域有着广泛的应用。

反猫眼原理

反猫眼原理

反猫眼原理
猫眼是一种常见的反光材料,它可以在光线照射下反射光线,使得人们在夜晚
或者光线较暗的环境中能够看清楚猫眼所在的位置。

而反猫眼原理则是指如何对抗猫眼的反光效应,使得猫眼在某些情况下不再产生反光,从而提高交通安全和视觉舒适度。

反猫眼原理的核心在于改变猫眼的反射特性,使其不再产生明显的反光效应。

一种常见的方法是通过改变猫眼的表面形态,使其不再具有反射光线的能力。

这可以通过在猫眼表面覆盖一层特殊材料,或者改变猫眼的表面结构来实现。

通过这种方式,可以有效地减少猫眼的反光效应,提高道路标识的清晰度和可见性。

另一种方法是利用光学原理,通过设计特殊的光学结构来消除猫眼的反光效应。

例如,可以利用折射、衍射等光学现象,设计出能够吸收或者散射光线的猫眼结构,从而达到减少反光效应的目的。

这种方法需要对光学原理有深入的理解,同时需要通过复杂的工艺来制备特殊的猫眼结构,但可以有效地提高猫眼的使用效果。

除了改变猫眼本身的结构和材料,还可以通过改变周围环境的光线条件来减少
猫眼的反光效应。

例如,在路灯光线充足的情况下,猫眼的反光效应会被掩盖,从而减少对驾驶员视线的干扰。

同时,可以通过合理设置照明设施的位置和角度,来减少猫眼的反光效应,提高夜间行车的安全性和舒适度。

总的来说,反猫眼原理是通过改变猫眼本身的结构和材料,利用光学原理,以
及调整周围环境的光线条件来减少猫眼的反光效应,从而提高道路标识的清晰度和可见性,提高夜间行车的安全性和舒适度。

随着科技的不断发展,相信在未来会有更多更有效的方法出现,使得反猫眼原理得到更好的应用和推广。

猫眼成像原理

猫眼成像原理

猫眼成像原理
猫眼成像原理是基于光的反射和折射定律以及人眼对光的感知机制。

猫眼是一种具有反射镜面的物体,其表面覆盖着许多微小的光反射体,通常是玻璃珠或者金属小球。

当光线照射到猫眼的表面上时,根据反射定律,光线会根据入射角和反射角之间的关系,发生反射。

由于猫眼表面被设计成弧面形状,光线在反射时会集中到一个焦点上。

这导致了猫眼表面看起来明亮闪烁的效果。

另一方面,猫眼的成像效果还与折射定律有关。

当入射光线从空气中进入猫眼表面时,会发生折射,沿着折射定律的规则改变方向。

这使得猫眼内部的光线能够在焦点处汇聚,形成一个明亮的亮点。

人眼对于猫眼成像的感知机制是基于这些明亮的亮点。

当光线经过猫眼反射折射后进入人眼时,会在视网膜上形成一个小亮点。

由于猫眼通常设计成固定的排列方式,人眼在看到连续的猫眼时,会将这些亮点连接起来,形成一条亮线或亮点的效果。

因此,猫眼成像原理利用了光的物理特性以及人眼的视觉感知机制,使得猫眼在夜间或者低光环境下能够产生明亮的反射效果,起到提醒和警示的作用。

猫眼效应中离焦量对激光回波发散角的影响

猫眼效应中离焦量对激光回波发散角的影响

猫眼效应中离焦量对激光回波发散角的影响李会;陈青山;李晓英;刘力双【摘要】平行光束或者激光束在光轴方向上照射焦平面成像系统时会产生猫眼效应,焦平面探测器安装的正交性与离焦量直接影响猫眼回波的光学特性,进而影响基于猫眼效应的探测系统的性能.针对猫眼效应中离焦量与后向反射光束发散角之间关系,利用物理光学进行分析,建立理论模型,对焦距为0.18m的焦平面探测成像系统进行数值计算得到:在离焦量为0.16 mm时,发散角最小(0.019 mrad).搭建实验系统,测试离焦量与猫眼回波发散角,测得离焦量在0.15 mm附近存在最小的发散角为0.025 mrad,与计算结果0.019 mrad基本吻合.研究表明:1)负离焦对发散角的影响大于正离焦;2)猫眼回波发散角基本上随着离焦量绝对值的增加而变大,但是变化曲线并不关于零离焦量点对称,而是在某个正离焦处存在一个最小发散角.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】5页(P147-151)【关键词】猫眼效应;离焦量;发散角;焦平面【作者】李会;陈青山;李晓英;刘力双【作者单位】北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192【正文语种】中文【中图分类】TN249平行光束或者激光束在光轴方向上照射焦平面成像系统时,能够产生按原路返回的准直回光,即所谓“猫眼效应”[1]。

通过探测光电设备的光学窗口能够实现对目标的快速准确定位[2],根据“猫眼”目标的回波功率大约是背景漫反射功率的102~103倍可实现对“猫眼”目标的探测[3],因此深入分析“猫眼”目标回波发散角具有很高的研究价值[4]。

对于实际光学系统,由于元件加工误差原因,光敏面不一定正好位于焦平面上[5],甚至为了特殊需要,人为设置一定的离焦量,而且一般的光学系统由于像差等原因的存在,对于轴外入射光而言也往往存在离焦[6]。

“猫眼”的光学原理

“猫眼”的光学原理

“猫眼〞的光学原理“猫眼〞的光学原理目前市场上出现防盗门镜〔俗称“猫儿眼〞〕 ,正看和倒看的效果迥然不同 ,而此种门镜的光学原理 ,均在中学物理的范围之内 ,且为透镜成像应用的实例.现把门镜的作用及其成像的光学原理简述如下.一、门镜的作用从室内通过门镜向外看 ,能看清门外视场角约为120度范围内的所有景象 ,而从门外通过门镜却无法看到室内的任何东西.假设在公房或私寓等处的大门上 ,装上此镜 ,对于家庭的防盗和平安 ,能发挥一定的作用.二、门镜成像的光学原理门镜是由两块透镜组合而成.当我们从门内向外看时 ,物镜L1是凹透镜 ,目镜L2是凸透镜〔光路见图1〕.物镜L1的焦距极短 ,它将室外的人或物AB成一缩得很小的正立虚像A′B′ ,此像正好落在目镜L2的第一焦点之内 ,L2起着放大镜的作用 ,最后得到一个较为放大的正立虚像A〃B〃 ,此像恰又成在人眼的明视距离附近 ,对于门外的情况 ,就看得清楚了.那么 ,同样通过此门镜 ,为什么从门外向里看〔倒看〕时 ,却什么也见不着呢?在倒看时〔光路见图2〕 ,L1变成了目镜 ,L2那么成了物镜 ,室内的景物AB ,通过会聚透镜L2后的折射光束本应生成倒立的实像A′B′ ,但在尚未成像之前就落到发散透镜L1上 ,由于 L1的焦距极短 ,最后得到的正立虚像A〃B〃距目镜L1很近 ,只有2~3cm ,又由于门镜的孔径很小 ,室外的人不得不贴近目镜 L1观察 ,这样 ,人眼与像A〃B〃之间的距离 ,也只不过2~3cm ,这个距离远小于正常人眼的近点 ,因此 ,对于室外的窥视者 ,室内的一切当然也就“视而不见〞了.〔近点是人眼能够看清楚物体的最小距离.近点距离随年龄的增长而增大 ,正常青年人的近点约10cm ,但正常人到50岁时 ,近点大致为40cm.〕三、门镜成像的有关估算此门镜的凹透镜L1的焦距约为 1cm ,凸透镜L2的焦距约为3.5cm ,两透镜间的距离约为2.1cm〔与门厚大致相等 ,但两镜间距离可适当调节〕.1.正看时的成像计算如图1所示 ,假定门外的人AB距物镜L1 为1m ,即物距为100cm ,焦距为-1.0cm ,根据透镜成像公式可求出A′B′的像距v1.〔1/100〕 +〔1/v1〕=1/-1.0得 v1=-0.69〔cm〕对于凸透镜L2来说 ,虚像A′B′成了目镜 L2的实物 ,物距为 0. 99cm+ 2. 1cm=0.39cm.由于此物距小于L2的焦距3.5cm ,A′B′落在L2的焦点之内.再次运用成像公式 ,求出A〃B〃的像距v2.〔1/3.9〕+〔1/v2〕=1/3.5得 v2=-26. 4〔cm〕这说明 ,像A〃B〃是虚像 ,且正好成在正常人眼的明视距离附近.因此 ,室内的人不用开门 ,就能洞察门外的动态.我们还可估算出现像的大小 ,L1成像的放大率m1=-0.99/100 , L2成像的放大率m2=-26.4/3.09.故像A〃B〃总的放大率为m= m1m2=26.14/309≈1/12 ,像比实物小.2.倒看时的成像估算如图2所示 ,假定室内的人或物AB与凸透镜L2亦相距1m ,运用透镜成像公式得〔1/100〕+〔1/v3〕=1/3.5解之得 v3=3.6〔cm〕即像A′B′距L2为3.6cm ,距L1那么为1.5cm ,由于此像在未成之前已被凹透镜发散.因此 ,对于凹透镜L1来说,A′B′是虚物 ,物距为-1.5cm.再次运用成像公式得〔1/-1.5〕+〔1/v4〕=1/-1.0解之得 v4=-3.0〔cm〕这说明 ,最后所成之像A〃B〃是个虚像 ,成在目镜L1的右侧3cm.那么离室外观察的人眼也差不多只有3cm左右 ,远小于人眼的近点 ,因此 ,从室外通过门镜看室内 ,只能是“窥〞而不可见 ,图谋不轨者只能“望门兴叹〞!。

“猫眼"效应在激光侦听中的应用研究

“猫眼"效应在激光侦听中的应用研究

“猫眼"效应在激光侦听中的应用研究刘玉华;李广林【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)019【摘要】光电设备或光学瞄准设备的光学窗口对入射激光具有较强的反射特性,该特性被称为”猫眼”效应。

”猫眼”效应具有2个特点:1)能使反射光线沿入射光的方向返回;2)可以获得高质量的反射光。

因此,”猫眼”效应能够很好的解决激光侦听中高质量信号光的获取问题。

本文从理论上分析了”猫眼”效应的产生机理,论述了基于”猫眼”效应的激光侦听技术原理,并对”猫眼”效应应用中的一些问题做了讨论。

%The realization of active laser ce is based the fact that the optical windows of electro-optical equipment have a strong reflect character towards incident laser beam, which is called "cat-eye" effect. The "cat-eye" effect has two characteristics. One is that it can make the reflected light go back alone with the initial light. The other is that it can obtain a high quality reflected light. Therefore, "cat-eye" effect can solve the problem that it can obtain high quality signal light of laser detective. In this paper, we have analyzed the theory of "cat-eye" effect production mechanism, discussed the effect of the laser based on the "cat-eye" effect protected reliably agait tective technology principle, and some problems of the cat-eye effect in application are discussed.【总页数】3页(P129-131)【作者】刘玉华;李广林【作者单位】武警工程大学研究生大队,陕西西安710086;武警工程大学通信工程系,陕西西安710086【正文语种】中文【中图分类】TN249【相关文献】1.激光多普勒效应在爆炸冲击测量中的应用研究 [J], 刘宏利;邵磊;贾明雁;胡永乐;王宝光;黄福祥;蒋诚志2.一种改进的小波阈值算法在激光侦听中的应用 [J], 屈直;张伯虎3.基于“猫眼效应”的激光主动探测技术应用研究 [J], 都元松;董文锋;罗威;黎波涛4."猫眼"效应在激光干扰效果实时评估中的应用 [J], 陈琳;何衡湘;万勇;邓洪峰5.激光多普勒效应在地震波勘探中的应用研究 [J], 杜振辉;陶知非;蒋诚志;谢艳;吕丽娜;黄福祥因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

猫眼效应名词解释

猫眼效应名词解释

猫眼效应名词解释猫眼效应(Cat-eye effect)是指在某些材料表面或涂层中观察到的一种独特的光学现象,使得光线在特定角度下透过材料表面反射后形成猫眼般的亮点。

这种效应源于光在材料表面的反射和折射过程中的不均匀性,从而产生了高亮度的光斑。

猫眼效应最早在动物的眼睛上被发现,特别是猫的眼睛。

猫眼中的瞳孔呈现出明亮的光斑,这是因为猫眼的瞳孔是纤细的垂直裂缝,能够反射光线,并使其看起来更亮。

这种独特的光学现象引起了科学家们的兴趣,并开始在材料科学中研究类似的效应。

在材料科学中,猫眼效应主要是通过一种特殊的涂层来实现的。

这种涂层通常包含微小的光学颗粒,如玻璃珠或金属微粒。

这些颗粒被均匀地分布在涂层中,使得光线在透过涂层时发生反射和折射。

当光线以特定的角度照射到涂层表面时,这些颗粒会将光线反射回原来的方向,形成明亮的点。

猫眼效应在交通标志和反光材料中得到了广泛应用。

交通标志通常需要在夜间或低光条件下能够被司机清晰地看到,以提高交通安全性。

通过在交通标志上添加猫眼效应的涂层,可以使标志在车灯照射下发出明亮的反光,吸引驾驶员的注意力,降低事故风险。

此外,猫眼效应还被应用于反光材料,如反光背心、反光衣物和反光道路标记,以提高行人和骑车人在夜间的可见性,减少交通事故。

除了交通安全应用,猫眼效应还在时尚和装饰领域发挥着重要的作用。

许多时尚品牌和设计师将猫眼效应应用于服装、鞋履和配饰中,以增加其独特的光泽和吸引力。

此外,猫眼效应也被广泛应用于室内装饰和建筑设计中,如墙面涂料、瓷砖和地板材料,以营造出奢华、时尚和独特的空间效果。

尽管猫眼效应在各个领域都有广泛的应用,但它也存在一些挑战。

首先,制造具有猫眼效应的材料和涂层需要特殊的工艺和技术,增加了生产成本和复杂性。

其次,猫眼效应的亮度和效果受到光线照射角度的限制,只有在特定的角度下才能完全展现。

因此,在实际应用中需要精心设计材料和涂层的结构,以实现最佳的猫眼效应。

总的来说,猫眼效应是一种独特的光学现象,通过特殊的材料和涂层可以实现。

离焦量对“猫眼效应”反射特性的影响

离焦量对“猫眼效应”反射特性的影响
Key words: laser technique; reflecting character; simulation by ZEMAX; cat eye effect; focal shift
引 言
一般光学系统的焦平面处都安装有反射元件 ,使 得入射激光束入射到其光学窗口时能够发生光束原路 返回现象 , 即光学窗口存在的“猫眼效应 ”现象 。 [ 127 ] 利用此种原理 ,可以主动发射激光束并接收其原路返 回光进行信息处理来达到探测的目的 [ 7 ] 。在目标镜 头理想非离焦情况下 ,“猫眼效应 ”后向反射光强度与 入射光强度可以有很高的比值 。但是对于实际光学系 统 ,离焦量往往是不可避免的 ,常常由于装配和元件加
保持发射光束以及目标系统的参数不变 ,使离焦 量逐渐变化 ,变化范围为 ( - 100μm , 100μm ) 。图 4所
第 32卷 第 1期
赵延仲 离焦量对“猫眼效应 ”反射特性的影响
73
示为非离焦以及正负离焦 100μm 时的远场 (距目标 30km 的接收系统处 )光斑光强能量分布图 。
(1. Institute of Graduate Student, Academy of Equipment Command & Technology, Beijing 101416, China; 2. Department of Photoelectric Equipment, Academy of Equipment Command & Technology, Beijing 101416, China; 3. 63892 A rmy Unit, PLA , Luoyang 471300, China)
Fig. 1 Equivalent model of“cat eye effect”

基于猫眼效应的激光回波功率理论分析

基于猫眼效应的激光回波功率理论分析

基于猫眼效应的激光回波功率理论分析第35卷,增刊V01.35Su pp l e m e n t红外与激光⼯程I n仔ar ed a nd Las er E ngi ne er i ng2006牟l O⽉O ct.2006基于“猫眼”效应的激光回波功率理论分析李双刚,程⽟宝(电⼦⼯程学院光电系,安徽合肥230037)‘摘要:激光主动侦察技术是利⽤光电系统的光学窗⼝对⼊射激光具有很强的反射回波的“猫眼”效应来竞现对复杂漫反射背景中的光学窗⼝侦察、定位。

对基于“猫眼”效应的激光回波功率从理论上给出了详细的公式推导,并进⾏了应⽤分析和定量计算.这对激光主动侦察中的激光器功率、作⽤距离等参数选择有着重要的意义。

关键词:激光主动侦察;激光回波功率;“猫眼”效应;探测定位中图分类号:TN977⽂献标识码:A⽂章编号:1007—2276(2006)增A.0080.04r n■J●●1●●⼀●l●l neor e t l C aI a na l ySl S0n eC n0p0W er0l a C nV e l aSer r eC0nnal S S anC ebased on‘‘cat_eye’’ef fectL I Shu狮g—gal l g,C H E N G Y u-bao吲cctr o-opt icaI D印矾m ent,El cc仃oni c Engin∞⼀ng In st i t u t e,H e fc i23∞37,C hi ll a)A bs t r ac t:I n0r d盯t o sc out狮d l oc at e t he opt i ca l w i ndow s of el ec仃o-opt i ca l equi p m ent i11com p l ex di fm s e r e f l ect i ng ba ckgr ound,t l l e“ca t—e ye”e f传c t t ha t opt i c al w i l l dow s have a hi g h echo t o i I l ci dent l as er i s us ed i Il ac t i ve l a se r r econ nai s s ance.T he de t ai l e d f om ul a f or l as er ech o—pow er of t he“cat—ey e’’ef r ect i s t heor et i c al l y de duc ed.M or eoV e r tI l e a ppl i ed r an ge of t he f bm ul a is di scus sed aI l d m e qu锄t i t at i V e com put at i on of l as er echo pow er is gi V%.It’s i m p or t ant t o t he par am et er se l ect i ons i n t he ac t i V e l嬲er r econnai s s锄ce,s uch a s t he l as er pow e r锄d ac t i on r ange.K ey w or ds:A ct i V e l鹊er reco衄ai ss ance;Laser echo pow e r;“Cat-eye’’e仔.ect;Sco ut and10cat eO引⾔近20年来,多种军⽤光电武器与装备在情报侦察、夜间作战、远程空袭等作战⾏动中发挥了极其重要的作⽤,如:光电侦察系统、光电跟踪系统、光电搜索系统、光电制导系统、光电⽕控系统等。

猫眼的物理原理及应用

猫眼的物理原理及应用

猫眼的物理原理及应用猫眼的物理原理猫眼是一种用于提供夜间可视性的光学设备。

它的原理基于光的反射和全反射。

猫眼由外壳、内球面、反射膜、中心光源和闪光灯组成。

具体来说,猫眼的物理原理如下:1.全反射:猫眼使用的材料具有较高的折射率,当光从外部入射到猫眼的球面上时,光会发生全反射,几乎不会透出球面,从而实现光的反射。

2.中心光源:猫眼内部的中心光源会发出光,这些光经过衰减后,在球面上发生全反射。

反射的光线将沿着球面反射至眼睛方向。

3.反射膜:球面内部有一层反射膜,用于增强反射光线的亮度和可见性。

反射膜能够将光线反射到观察者的眼睛中,从而使猫眼在夜间有较好的可见性。

4.闪光灯:猫眼内部还配备了闪光灯,用于在特定情况下增强猫眼的亮度。

当外部光线较暗或者需要特别提醒时,闪光灯会发出强烈的光,使猫眼更加醒目。

猫眼的应用猫眼作为一种光学设备,在现代社会中具有广泛的应用。

以下是猫眼的几种主要应用场景:1.交通安全:猫眼被广泛应用于道路交通安全领域。

猫眼作为反光材料,可以在夜间提供较强的可视性,帮助驾驶人员更好地判断道路边缘和车道分隔。

此外,猫眼还可以被应用于道路标线,增强道路标志的可见性,提高交通安全水平。

2.建筑安全:猫眼在建筑领域也有重要的应用。

猫眼可以被安装在建筑物的入口处、楼梯间和走廊等位置,提供光线较弱的环境下的照明。

猫眼的反光设计使得它在夜间非常显眼,能够帮助行人准确地辨别建筑物的位置和轮廓。

3.户外广告:猫眼的亮度和可见性使其成为户外广告牌的重要组成部分。

猫眼可以被嵌入广告牌的边缘或者整体表面,提升广告在夜间的可视性。

猫眼的反光特性可以使广告在光线暗弱的情况下仍然能够醒目地吸引行人的注意力。

4.个人装备:猫眼还广泛应用于个人装备领域,例如衣物、鞋类和背包等。

猫眼装饰品可以提高个人在夜间的可见性,增强行人或骑行者在夜间的安全性。

此外,猫眼装饰还能够赋予个人装备一定的时尚感。

5.安全警示:猫眼还可以用作安全警示设备。

不同角度光线的特点

不同角度光线的特点

不同角度光线的特点光线是由许多光子组成的,它在传播过程中具有不同的角度。

不同角度的光线在经过介质时,会产生不同的现象和特点。

下面从不同角度光线的折射、反射、散射等方面进行描述。

1. 折射当光线从一种介质传播到另一种介质时,由于两种介质的光速不同,光线的传播方向会发生改变,这个现象被称为折射。

不同角度的光线在折射时会有不同的特点。

根据斯涅尔定律,光线在通过界面时的入射角和折射角之间满足一个固定的关系。

当光线的入射角增大时,折射角也会随之增大。

因此,不同角度的光线在折射时会有不同的偏折程度。

这种偏折程度的差异使得光线的传播方向发生改变,从而产生了折射现象。

2. 反射当光线从一种介质射向另一种介质的界面时,如果光线无法进入另一种介质而被完全反射回原介质中,这个现象被称为全反射。

不同角度的光线在反射时会有不同的特点。

根据入射角和反射角之间的关系,当光线的入射角超过一个临界角时,就会发生全反射。

不同角度的光线在反射时,入射角与反射角之间的关系也会随之改变。

入射角较小的光线会更容易发生全反射,而入射角较大的光线则更容易进入另一种介质。

3. 散射当光线通过一个粗糙的界面或介质时,会发生光线的散射。

不同角度的光线在散射时会有不同的特点。

根据散射现象的特点,入射角较小的光线更容易被散射,而入射角较大的光线则更容易继续直线传播。

这是因为入射角较小的光线与物体表面的粗糙程度更接近,所以更容易受到物体表面的不规则形状的影响而发生散射。

4. 折射率不同角度的光线在经过介质时,会受到介质的折射率的影响。

折射率是介质对光的传播速度的度量,不同介质的折射率是不同的。

当光线从一种介质传播到另一种折射率不同的介质时,不同角度的光线会受到不同的折射率的影响。

折射率较高的介质会使光线的传播速度减小,从而使光线的传播方向发生改变。

不同角度的光线在传播过程中,由于受到折射率的不同影响,会产生不同的折射现象。

5. 全内反射角当光线从光密介质射向光疏介质时,当入射角大于临界角时,会发生全内反射。

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第 2 卷 第 7期 2 21 0 0年 7月
强 激 光 与 粒 子 束
H I H PO W ER LA SER A N D PA R TI G CLE BEA M S
Vo . 2,NO 7 12 . J 1 u .,2 1 0 0
文 章 编 号 : 1 0 — 3 2 2 1 ) 71 5 — 5 0 14 2 ( 0 0 0 — 4 7 0
规 律 , 实 验 验 证 了 入 射 角 的 影 响 规 律 。结 果 表 明 , 种 方 法 能 够 准 确 描 述 大 角 度 入 射 时 的反 射 光 衍 射 光 场 分 并 这 布 , 射 角对 其 衍 射 光 场 分 布 模 式 的 影 响 相 当 于增 大 了 衍 射 距 离 。依 据 入 射 角 与 衍 射 光 场 分 布 模 式 之 间 的 对 入 应 关 系 , 对 猫 眼 目标 进 行 参 数 识 别 研 究 。 可 关 键 词 : 反 射 特 性 ; 猫 眼 效 应 ; 斜 入 射 ; 傅 里 叶 变 换 ; 孔 径 合 并
大 角 度 斜 入 射 情 况 下 的 猫 眼效 应 激 光 反 射 特 性
赵延仲 , 孙华燕 , 樊鹏 山 , 黎 伟 , 赵星龙。
(.装 备 指挥 技 术学 院 , 京 1 1 1 ; 2 1 北 0 4 6 .武 汉 军 械 士 官 学 校 ,武 汉 4 0 7 ) 3 0 5
光学 方法 研究 了斜 入射 条件 下猫 眼效 应 特性 ; 文献 E 0 1] l — 1 利用 Z EMAX软 件仿 真分 析 了斜 入射 条件 下 的猫 眼
效应 反射 光特 性 ; 文献 [ 2 采用 C ln 公 式 和对硬 边光 阑进 行 复 高斯 函数 分解 的方 法 , 以近 似 描述 小 角度 1] ol s i 可 入射 时 的反射 光光 强分 布 , 只 能适 用于 光束 近似傍 轴 传 输 的情 况 , 但 而入 射 角 只要 小 于镜 头 半视 场 角 ( 电装 光 备所 带镜 头半视 场 角一般 3~5) 。 。 即可有猫 眼效应 现象 发生 _ 因此 在这 种 大角 度斜 入 射 情况 下 , 轴光 学理 l , 傍 论不再 适 用 。此 外 , 几何 光学 法不 能描 述衍 射分 布 特征 , 物理 光学 法造 成 的不准 确性 则是 由于其适用 局 限性所 致 。因此 , 本文 提 出结合 应用 几何 光学 和物 理光 学法 , 助 2维离 散傅 里 叶变换来 推 导猫 眼效 应反射 光 的传输 借 过程 , 实验 验证 该思 路 的可行 性和 准确 性 。
沿 与纸 面 平行 的 方 向 传 播 , 与 并
图 1 倾 斜 光 束 通 过 猫 眼 系统 的传 输 过 程 示 意 图
轴成 夹角 0即 方 向的入 射 角 , 为 透镜 1 透镜 2的有 效 口径 , D 和 厂为透 镜 l和透 镜 2的 焦距 , 输 出 RP。为 参考 面 即接 收屏所 在 面 , L为透 镜 2到输 出参 考 面的距 离 。
中 图 分 类 号 : TN2 9 4 文 献 标 志 码 : A d i 1 . 7 8 HP B2 1 2 O . 4 7 o : 0 3 8 / LP O O 2 7 1 5
猫 眼效 应反 射光 因具 有 良好 的原路 返 回特性 , 激光 跟踪 测量 、 在 免调 谐激 光器 、 通信 、 光 激光 主动 探测 等领
域 得到 了广 泛应 用l。 。在这 些应 用 中 , 眼逆 反 射 器 的反 射 光 光场 分 布 特 征受 入 射 角 影 响较 小 ] 而 作 为 l 。 猫 , 激 光主 动探测 对 象 的光 学 镜头 的猫 眼效 应反 射光 光场 分布 特征 则受 入射 角 影 响较 大 。在 激 光 主动探 测 光 。 学 镜头 目标 的大 多数情 况 下 , 测激 光光 轴 与 目标 镜 头光 轴 之 问均 存 在一 定 夹 角 , 探 正入 射 的情况 只是 特例 E , 斜入 射 时猫 眼效应 反射 光 较为 复杂 且携 带有 更多 信息 , 因此斜 入 射 情况 下 的猫 眼效应 反 射 光特 性 研究 逐 渐成 为热 点 。 。文献 [ ] 8 利用 傅里 叶变 换证 明了斜 入 射条 件 下猫 眼效 应 反 射光 的原 路返 回性 ; 献 [ ] 用 几何 文 9利
基 于 C ln 公 式 的 衍 射 计 算 方 法 之 所 以不 能 适 应 于 大 角 度 斜 人 射 的情 况 。 , 方 面 是 由于 其 只 能 适 应 ol s i 一

要 : 基 于 角 谱 衍 射 理 论 , 用 2维 离 散 傅 里 叶 变 换 和 将 双 衍 射 孔 径 进 行 投 影 合 并 的 方 法 , 导 了 斜 采 推
入 射 情 况 下 猫 眼效 应 反 射 光 的衍 射传 输 过 程 , 过 数值 计 算 分 析 了 入 射 角 和 衍 射 距 离 对 衍 射 光 场 分 布 的影 响 通
较 远 且 猫 眼 系 统 口径 远 小 于 光 束 覆 盖 截 面 , 以 认 为 进 入 猫 眼 系 可
统 的激 光束 为平 面波 。设猫 眼 系
统 主 光 轴 方 向 为 z方 向 , 面 波 平
Fi . S e c a fo i u e m s p s i g t r u h e te e s s e g 1 k t h m p o bl e b a a sn h o g a 想 与 模 型 建 立
将 倾 斜 光 束 通 过 猫 眼 系 统 的
传 输过 程 展 开 , 以得 到 一 个 双 可
透 镜 简 化 模 型 , 图 1所 示 。 一 如
般 情况 下 , 射 激 光 束 经 扩束 传 入 输 至猫 眼 系 统 时 , 于传 输 距 离 由
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