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高功率脉冲半导体激光器组件作为距离选通主动成像系统的核心单元,对系统总体性能起到决定性作用。针对成像系统的要求,研究提高组件性能的整体方案和具体技术途径,对于推动主动成像系统的发展具有重要意义。
本文介绍了主动成像原理及距离选通技术抑制大气后向散射的机理:讨论了距离选通主动成像系统的构成和关键技术;明确了用于主动成像的高功率脉冲半导体激光器组件的构成;统筹考虑了LD功率合成方式、热传导结构、光束准直和装配工艺等关键技术环节,完成了LD组件的整体优化设计与制备。采用有一定间隔的厘米条叠层堆砌阵列方案,提高了LD组件的输出功率;设计了厘米条LD到热沉的热传导结构,通过热膨胀系数匹配片和软焊料对热应力的两级释放,实现了大热膨胀系数失配界面(厘米条LD与热沉)的低应力键合;针对厘米条LD的光束质量差,直接应用困难的问题,分析了常见光束准直方法,并进行了光束准直实验:采用金锡硬焊料工艺,替代传统的软焊料工艺,开展了脉冲叠层LD的装配实验研究;进行了连续照明和脉冲照明的外场比对实验,观察到了后向散射的抑制效果。