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神州六号飞船的成功发射和返回,标志着我国的航天事业进入了大规模开发和利用太空的新阶段。为了开展空间科学试验和应用技术研究,就必须建设永久性空间站。空间交会对接技术是建立空间站的核心技术,而空间交会激光雷达技术又是空间交会中的关键技术。激光雷达要达到高的测量精度和分辨率,提高光能量的利用率,必须要有高效、高波束质量的辐射源。本论文重点对如何产生这种高质量的辐射源进行研究,论文主要内容有: 1) 论证适合于空间交会激光雷达的光源和体制; 根据半导体激光光源(0.85μm)和半导体泵浦固体激光光源(1.06μm)各自的特点和优劣(即前者体积小、重量轻、功耗低,但光束质量差、相干性差;后者在相干性和光束质量上有一定优势,但功耗、体积较大。),选取系统需求的最佳光源。 2) 高波束质量激光的产生; 由于激光雷达对光束质量的要求较高,因此研究激光准直和整形技术,特别是对半导体激光光源的出射的椭圆光束进行处理。满足高质量光束要求设计光路,并考虑空间应用的特殊性,设计小型化、实用化的三组准直系统,通过在ZEMAX里的优化设计,使半导体激光器出射的椭圆光斑准直整形为圆型光斑。 3) 确定测试方案对加工好的准直系统进行测试; 采用CCD测量光束束宽,用光束质量检测仪对准直后的光束进行测试。最后选择两点法计算准直后发散角为1.2-1.3mrad,达到了项目所规定的指标。 4) 分析测试结果,对可能存在的误差分析。 通过对影响准直后光束质量的误差进行分析,确定系统调整的允许范围。