激光告警设备常常工作在太阳光下，或者具有闪电、火光的恶劣环境中，太阳光闪烁强度常常大于被探测激光的强度。为了鉴别非激光现象，当目标激光相对于非激光源必须具有高的相干性时，可利用相干探测技术。相干型可分为F-P（法布里-珀罗）型、迈克尔逊型、光栅衍射型等。

一、F-P型

F-P型激光告警器的核心器件是F-P标准具，它主要由平行放置的两块平板组成，在两个板相向的表面上镀有一定反射率的薄膜，如图8-16所示，一入射角为θ（折射角为θ′）的光束多次反射和透射。对于一个给定的标准具，激光通过标准具的透过率与激光波长及标准具相对于光入射方向的倾角有关。当摆动标准具，即周期性改变θ角时，入射光被调制，则两相邻光束之间的光程差就随之呈周期性变化，导致探测器接收到的经摆动着的标准具调制后的光信号也同步变化，就可以得到标准具的光强（或透过率）随倾角的变化关系曲线，如图8-17所示。显然，A点所对点的θ即为激光入射方位。当θ为某些特定值时，透射光产生相长干涉；为另一些特定值时，则产生相消干涉，AB间夹角与波长有关。作为背景的非相干光通过标准具时，由于它不具有相干性，光强基本不会随θ变化，因此不会对激光入射方位和波长的判断产生影响。

图8-16　F-P标准具光路图

图8-17　光强透过率随θ变化曲线

F-P型激光告警器具有视场大、虚警率低、角度分辨率高等优点；但由于这种激光告警器需要通过机械扫描才能确定激光的有无和特性参数，因此难以截获单次窄脉冲激光信号。同时，工艺难度大、成本高也是制约它的主要因素。

二、迈克尔逊型

迈克尔逊型相干探测激光告警器，其光学探测器典型的原理结构如图8-18所示，主要是由一块分束棱镜、两块相互垂直的球面（或平面）反射镜及阵列探测器等构成。激光入射时，在观察面上形成“牛眼”状的同心干涉环，如图8-19所示。

图8-18　迈克尔逊型激光探测器原理结构图

图8-19　迈克尔逊型激光探测器干涉条纹图

干涉环由放在观察面上的二维列阵探测器探测。可以导出，干涉环的中心位置uc为(www.daowen.com)

式中，f为系统的焦距；θ为激光的入射方向。

由于非相干光不能形成干涉图样，因而阵列探测器只要检测到干涉环的存在，就说明有激光照射，由干涉环的圆心位置可以方便地确定出激光的入射方向。迈克尔逊型能够精确测量单、窄脉冲激光的波长和方向，但形成的干涉条纹锐度低、抗干扰能力差、结构复杂、技术难度大，工艺要求和研制成本高，并且干涉图复杂需采用面阵探测器接收，数据量大，很难实现实时处理。

三、光栅衍射型

光栅衍射型相干探测激光告警器的典型结构如图8-20所示。该系统由线阵CCD、平凸柱面镜和衍射透射光栅构成。该方法基于多光束干涉原理，利用光的空间相干性来探测激光，通过计算激光干涉条纹的位置和相邻间距能较快地得到入射激光的波长和入射方向。

图8-20　基于光栅的激光告警器结构原理及衍射图

根据衍射原理，当入射光以入射角α经过透射光栅衍射后由柱面透镜会聚于光探测器CCD上，形成干涉条纹（直线），其零级光谱位置为x0，一级光谱位置为x1，则

式中，d为光栅常数；λ为待测波长；f为柱面镜焦距。

从CCD上得到光谱位置x0和x1，由式（8-14）和式（8-15）就可以求出入射角α和衍射角β，然后代入式（8-16），且令k=1，则可求出波长。非激光入射时，背景光不产生干涉造成的强度调制，而表现为直流背景。

这种告警器具有高灵敏度、分辨率高、视场大等特点，可探测波段宽。由于其采用线阵探测器，因此数据量少，数据处理也简单；不需要光机扫描，可以同时探测单脉冲激光的方向和波长；结构简单、成本低，易于广泛使用。