[发明专利]真空羽流场对红外激光特性影响的测试系统及方法

权利要求书

1.一种真空环境下火箭发动机羽流场对红外激光传输特性影响的测试系统，它包括：真空罐(1)、火箭发动机(2)、红外面阵摄像机(6)、视频图像采集卡(7)、计算机(8)、收集罩(10)、1064nm连续红外激光器(12)以及532nm瞄准激光器(13)，其特征在于：火箭发动机(2)固定安装于真空罐(1)内，发动机羽流(9)可不断被收集罩(10)抽走以保证真空罐的真空度；真空罐两侧开有观察窗(3)，观察窗中心高度与发动机羽流中轴线高度相等；1064nm连续红外激光器(12)与532nm瞄准激光器(13)并行固定安装在真空罐外一侧的支架(14)上；红外面阵摄像机(6)固定安放真空罐外另一侧，且通过视频图像采集卡(7)与计算机(8)相连；所述的红外面阵摄像机(8)前加装套筒(5)，套筒前端安装可以消除环境光强影响的1064nm窄带滤光片(4)；1064nm连续红外激光器(12)前安放光学衰减片组(11)，调整其衰减值，使摄像机接收红外光强接近其饱和值。

2.一种基于权利要求1所述测试系统的火箭发动机羽流场对红外激光传输特性影响的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过视频图像采集卡采集点火前若干时间的激光光斑光强分布图像；

2)随后发动机点火，采集点火后若干时间的激光光斑光强分布图像；

3)对于每一帧红外光强图像，采用二阶高斯函数拟合光强曲面，得到高斯拟合中心点坐标、水平宽度、垂直宽度、中心点光强、高斯曲面相似度参数；

4)对于所采集的多帧红外光强图像采用数学统计方法，得到点火前后高斯拟合中心点坐标、水平宽度、垂直宽度、中心点光强、高斯曲面相似度参数的平均值，进而同时分析羽流场引起的激光能量衰减、指向偏折、光束质量，以全面评估真空环境下火箭羽流场对红外激光传输特性的影响。