CN102519305A - 一种用于红外多谱段激光监视对准的装置 - Google Patents

一种用于红外多谱段激光监视对准的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102519305A
CN102519305A CN2011103361510A CN201110336151A CN102519305A CN 102519305 A CN102519305 A CN 102519305A CN 2011103361510 A CN2011103361510 A CN 2011103361510A CN 201110336151 A CN201110336151 A CN 201110336151A CN 102519305 A CN102519305 A CN 102519305A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
infrared
fast mirror
wave infrared
fast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103361510A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102519305B (zh
Inventor
郭汝海
邵帅
郭劲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN201110336151.0A priority Critical patent/CN102519305B/zh
Publication of CN102519305A publication Critical patent/CN102519305A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102519305B publication Critical patent/CN102519305B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

一种用于红外多谱段激光监视对准的装置，涉及光电对抗研究领域，它解决现有多谱段红外激光监视装置对准精度和稳定性差的问题，主要由三种谱段的激光源、四象限探测器系统、快速反射镜及控制系统组成；三种谱段的激光源分别是三台激光器为近红外、中波红外和长波红外提供激光光源，采用四象限探测器系统从部分漏光光学元件中接收光斑位置信息进行监视，最终光斑信息进入快速反射镜控制光斑处于理想对准位置来保持多谱段光路同时对准。本发明具有灵敏度高、响应速度快、精度较高、检测装置简单、暗电流小、光谱响应范围宽和成本较低等优点。本发明可用于红外激光定向对抗系统中。

Description

一种用于红外多谱段激光监视对准的装置
发明领域
本发明涉及光电对抗研究领域，具体涉及对多谱段不可见红外激光在光电系统中共孔径发射中的光路对准问题。
背景技术
由于大气对激光的吸收，只留下三个重要的“窗口”区，即1～3μm、3～5μm和8～14μm可让激光辐射通过，因而在探测应用上，分别将这三个波段成为近红外、中红外和远红外，大气窗口波长段在大气中的光谱透过率如图1所示。
而大功率激光器如Nd:YAG、氟化氘、COIL和CO2激光的波段都处于大气窗口的红外波段，此波段对人眼不可见，对激光武器系统的装调带来了困难。而激光武器常常作用于远距离目标，对其光束指向精度要求极高。因此必须首先对激光器出射的不可见光的指向进行严格的检测，目前检测的方法很多，通常分为直接检测和间接检测两种。直接检测的方法可以采用红外CCD探测器、四象限探测器(QPD)和位置传感器(PSD)等对激光光斑进行接收，然后通过质心法确定激光光束的指向。间接检测的方法可以避免高能激光对常规探测器的损伤，一般通过对激光谐振腔耦合输出镜的倾斜角度进行监测，获得不可见高能激光束的角度偏移量来确定激光束的指向。但由于激光谐振腔耦合输出镜的加工精度也会相应的引入误差，没有直接测量法获得的激光指向精度高。
高能激光武器中经常包括多种波段的激光器，以往通常采用在主发射系统上附带其他波长激光的发射系统，这样必须保证各个发射系统出射光束保持平行输出，在远场无法保证各个波长激光打击到同一作用目标上。
考虑到对激光武器机动性的要求，还需要把各波长激光器进行车载、机载和舰载，所以对激光对准精度和稳定性方面提出了更严格的要求。目前激光武器系统中通常利用同一个光学系统在近红外、中波红外波和长波段多谱段发射激光进行攻击目标、观察测距和跟踪瞄准。
目前通常红外激光发射光路的对准监视通常采用红外成像系统，一般价格较高，通常一套花费百万，这样多路监视对准系统的造价较高，技术难度较高，且易受环境温度影响。这样就急迫需要发明一种性价比较高、实现简便的多谱段红外激光监视对准的装置。
发明内容
本发明为解决现有多谱段红外激光监视装置对准精度和稳定性差的问题，提供一种用于红外多谱段激光监视对准的装置。
一种用于红外多谱段激光监视对准的装置，该装置包括近红外激光器、中波红外激光器、长波红外激光器、第一四象限探测器、第二四象限探测器、第三四象限探测器、第一快速反射镜、第二快速反射镜和第三快速反射镜，所述近红外激光器发出的近红外光束入射至镀有近红外高反射膜的第一快速反射镜，所述中波红外激光器发出的中波红外光束入射至镀有中波红外高反射膜的第二快速反射镜，长波红外激光器发出的长波红外光束入射至镀有长波红外高反射膜的第三快速反射镜，所述第一快速反射镜透射近红外光束至第一四象限探测器，反射近红外光束至第二快速反射镜；所述第二快速反射镜透射中波红外光束至第二四象限探测器，第二快速反射镜反射的中波红外光束和经第二快速反射镜透射的近红外光束入射至第三快速反射镜；所述第三快速反射镜透射长波红外光束至第三四象限探测器，第三快速反射镜反射的长波红外光束和经第三快速反射镜透射的近红光束以及中波红外光束入射至同一目标，实现近红外光束、中波红外光束和长波红外光束的光路同时对准。
本发明的工作原理：本发明所述的激光对准装置主要由三种谱段的激光源、四象限探测器系统、快速反射镜及控制系统组成；三种谱段的激光源分别是三台激光器为近红外、中波红外和长波红外提供激光光源，采用四象限探测器系统从部分漏光光学元件中接收光斑位置信息进行监视，最终光斑信息进入快速反射镜控制光斑处于理想对准位置来保持多谱段光路同时对准。
本发明的有益效果：本发明可以同时采用一种类型探测器监视三种谱段红外激光光斑位置，并通过快速反射镜迅速调整光束指向位置，具有抑制光束指向抖动、消除微小平台干扰的使用效果。具有灵敏度高、响应速度快、精度较高、检测装置简单、暗电流小、光谱响应范围宽和成本较低等等优点。
附图说明
图1为现有激光大气窗口示意图；
图2为本发明所述的一种用于红外多谱段激光监视对准的装置中三种红外激光监视对准原理示意图；
图3为本发明所述的一种用于红外多谱段激光监视对准的装置中单一红外激光监视对准装置示意图；
图4为本发明所述的一种用于红外多谱段激光监视对准的装置中光路监视对准控制回路示意图。
图中：1、近红外激光器，2、中波红外激光器，3、长波红外激光器，4、第一四象限探测器，5、第二四象限探测器，6、第三四象限探测器，7、第一快速反射镜，8、第二快速反射镜，9、第三快速反射镜，10、第一透镜，11、第二透镜，12、第三透镜，13激光束，14、计算机，15、快速反射镜控制器，16、驱动电路，17、稳定激光束。
具体实现方式
结合图2和图4说明本实施方式，一种用于红外多谱段激光监视对准的装置，该装置包括近红外激光器1、中波红外激光器2和长波红外激光器3分别发出激光光束，入射到镀近红外高反膜的第一快速反射镜7、镀中波红外高反膜的第二快速反射镜8和镀长波红外高反射膜的第三快速反射镜9上，其中第二快速反射镜8对近红外光高透，第三快速反射镜9对近红外和中波红外光均高透，这可以通过镀膜工艺加以实现；三个波段的红外激光束漏光率在1％以内，分别照射到第一四象限探测器4、第二四象限探测器5和第三四象限探测器6上，为了得到最佳的检测灵敏度及位置精度，通过第一透镜10、第二透镜11、第三透镜12来控制在所述三个四象限探测器上的光斑尺寸；四象限得到的坐标位置信息反馈给数据处理电路，然后控制快速第一快速反射镜7、第二快速反射镜8和第三快速反射镜9实现各个激光束平移和角移的调整，达到三光路同时对准发射的目的。
本实施方式所述的第一四象限探测器4、第二四象限探测器5和第三四象限探测器6采用波兰VIGO公司的SERIES PCQ系列四象限光电探测器，其为非致冷型的、光谱响应范围在2-12μm波段的探测器，响应范围覆盖了三种谱段的红外光源，可以探测近红外和中长波红外激光的光斑质心。这样可以采用同一种探测器采集三种波段激光光斑的质心位置信息，保证了本装置具有可互换性及同样的性能指标参数，同时还具有良好的温度适应性和可维护性。
结合图3，图3主要由一个波段的红外激光器、快速反射镜和四象限探测器组成。反射镜可以用于光束平移的调整，部分漏光镜用于光束角移的调整。每个波段单独调整后，加入另两路红外谱段的激光形成整个三光路合一的监视对准装置。
图4光路监视对准控制回路。受各种因素干扰的激光束13经过第一快速反射镜7和第二快速反射镜8进入第一四象限探测器4和第二四象限探测器5采集电路得到两组坐标信息，通过控制反馈回路经计算机14处理控制快速反射镜控制器15，然后通过驱动电路16来控制第一快速反射镜7和第二快速反射镜8调整整个激光束的平移和角移量，最终得到准直稳定激光束17。其中x1、y1为第一快速反射镜7需要调整二维位移量，x2、y2为第二快速反射镜8所要调整的二维位移量。这两组调整量是通过四象限探测器测量得到，并通过采集电路经过算法解算变成快速反射镜驱动器的输出而产生的，形成了一整套的伺服反馈控制回路，可以快速去除光束扰动因素，达到光束指向稳定的目的。本发明的具体指标可达到：系统反馈响应时间小于1ms，对准精度误差小于2″。本发明可用于红外激光定向对抗系统中，具有快速灵活，性价比高等突出优点。

Claims (2)

1.一种用于红外多谱段激光监视对准的装置，该装置包括近红外激光器(1)、中波红外激光器(2)、长波红外激光器(3)、第一四象限探测器(4)、第二四象限探测器(5)、第三四象限探测器(6)、第一快速反射镜(7)、第二快速反射镜(8)和第三快速反射镜(9)，其特征是，所述近红外激光器(1)发出的近红外光束入射至镀有近红外高反射膜的第一快速反射镜(7)，所述中波红外激光器(2)发出的中波红外光束入射至镀有中波红外高反射膜的第二快速反射镜(8)，长波红外激光器(3)发出的长波红外光束入射至镀有长波红外高反射膜的第三快速反射镜(9)，所述第一快速反射镜(7)透射近红外光束至第一四象限探测器(4)，反射近红外光束至第二快速反射镜(8)；所述第二快速反射镜(8)透射中波红外光束至第二四象限探测器(5)，第二快速反射镜(8)反射的中波红外光束和经第二快速反射镜(8)透射的近红外光束入射至第三快速反射镜(9)；所述第三快速反射镜(9)透射长波红外光束至第三四象限探测器(6)，第三快速反射镜(9)反射的长波红外光束和经第三快速反射镜(9)透射的近红光束以及中波红外光束入射至同一目标，实现近红外光束、中波红外光束和长波红外光束的光路同时对准。
2.根据权利要求1所述的一种用于红外多谱段激光监视对准的装置，其特征在于，该装置还包括第一透镜(10)、第二透镜(11)和第三透镜(12)，第一快速反射镜(7)透射近红外光束经第一透镜(10)入射至第一四象限探测器(4)；第二快速反射镜(8)透射中波红外光束经第二透镜(11)入射至第二四象限探测器(5)；第三快速反射镜(9)透射长波红外光束经第三透镜(12)至第三四象限探测器(6)。
CN201110336151.0A 2011-10-31 2011-10-31 一种用于红外多谱段激光监视对准的装置 Expired - Fee Related CN102519305B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110336151.0A CN102519305B (zh) 2011-10-31 2011-10-31 一种用于红外多谱段激光监视对准的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110336151.0A CN102519305B (zh) 2011-10-31 2011-10-31 一种用于红外多谱段激光监视对准的装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102519305A true CN102519305A (zh) 2012-06-27
CN102519305B CN102519305B (zh) 2014-03-12

Family

ID=46290310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110336151.0A Expired - Fee Related CN102519305B (zh) 2011-10-31 2011-10-31 一种用于红外多谱段激光监视对准的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102519305B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102854633A (zh) * 2012-08-29 2013-01-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于多波段激光合束对准的装置
CN103940288A (zh) * 2014-03-26 2014-07-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种红外波段对准监视装置
CN105865268A (zh) * 2016-04-18 2016-08-17 上海航天控制技术研究所 一种对抗激光致盲的红外光学系统及其方法
CN106647506A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 多路激光光轴同步调节控制系统
CN107179615A (zh) * 2017-07-10 2017-09-19 中国电子科技集团公司第十研究所 一种光斑监控成像设备
CN107807424A (zh) * 2017-11-27 2018-03-16 武汉比色光电科技有限公司 一种多通道激光阵列收发模块自动耦合系统
CN109632641A (zh) * 2019-01-15 2019-04-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 自动调整连续激光光束指向的装置和方法
CN111864524A (zh) * 2020-08-14 2020-10-30 江苏博创翰林光电高科技有限公司 一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统
CN112968728A (zh) * 2021-02-23 2021-06-15 中山大学 基于qpd无损相位测量的双向星间激光干涉链路建立方法及系统
CN114252753A (zh) * 2021-12-24 2022-03-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于筛选四象限探测器的方法和系统
CN116105543A (zh) * 2022-12-03 2023-05-12 山东航天电子技术研究所 一种360°被动探测与共口径激光发射装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104536148B (zh) * 2014-12-20 2017-01-04 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种实现镜面定位仪光束快速对准装置及对准方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6819646B1 (en) * 1999-01-19 2004-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup, optical information recording/reproducing apparatus using the same, and phase variable wave plate used in the pickup and the apparatus
CN101266340A (zh) * 2008-04-25 2008-09-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 调整高功率激光装置光路准直的方法
CN201181361Y (zh) * 2008-04-09 2009-01-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 双光源准直光管
CN102175096A (zh) * 2011-02-14 2011-09-07 厦门大学 一种全息枪瞄光学系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6819646B1 (en) * 1999-01-19 2004-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup, optical information recording/reproducing apparatus using the same, and phase variable wave plate used in the pickup and the apparatus
CN201181361Y (zh) * 2008-04-09 2009-01-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 双光源准直光管
CN101266340A (zh) * 2008-04-25 2008-09-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 调整高功率激光装置光路准直的方法
CN102175096A (zh) * 2011-02-14 2011-09-07 厦门大学 一种全息枪瞄光学系统

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102854633A (zh) * 2012-08-29 2013-01-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于多波段激光合束对准的装置
CN103940288A (zh) * 2014-03-26 2014-07-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种红外波段对准监视装置
CN103940288B (zh) * 2014-03-26 2015-06-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种红外波段对准监视装置
CN105865268A (zh) * 2016-04-18 2016-08-17 上海航天控制技术研究所 一种对抗激光致盲的红外光学系统及其方法
CN106647506A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 多路激光光轴同步调节控制系统
CN107179615B (zh) * 2017-07-10 2024-03-22 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种光斑监控成像设备
CN107179615A (zh) * 2017-07-10 2017-09-19 中国电子科技集团公司第十研究所 一种光斑监控成像设备
CN107807424A (zh) * 2017-11-27 2018-03-16 武汉比色光电科技有限公司 一种多通道激光阵列收发模块自动耦合系统
CN109632641A (zh) * 2019-01-15 2019-04-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 自动调整连续激光光束指向的装置和方法
CN111864524A (zh) * 2020-08-14 2020-10-30 江苏博创翰林光电高科技有限公司 一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统
CN111864524B (zh) * 2020-08-14 2024-05-28 江苏博创翰林光电高科技有限公司 一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统
CN112968728A (zh) * 2021-02-23 2021-06-15 中山大学 基于qpd无损相位测量的双向星间激光干涉链路建立方法及系统
CN114252753A (zh) * 2021-12-24 2022-03-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于筛选四象限探测器的方法和系统
CN114252753B (zh) * 2021-12-24 2022-08-19 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于筛选四象限探测器的方法和系统
CN116105543A (zh) * 2022-12-03 2023-05-12 山东航天电子技术研究所 一种360°被动探测与共口径激光发射装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102519305B (zh) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102519305B (zh) 一种用于红外多谱段激光监视对准的装置
CN108957715B (zh) 一种共轴光电侦察系统
US8421003B2 (en) Optical transceiver built-in test (BIT)
CA2255436C (en) A shared aperture dichroic active tracker with background subtraction
CN103512728B (zh) 全范围多光轴一致性标定装置和方法
US6343766B1 (en) Shared aperture dichroic active tracker with background subtraction
CA2243753C (en) Dichroic active tracker
CN104335067A (zh) 坐标测量系统与方法
EP3966516B1 (en) Beam director for high-energy laser (hel) weapon
US8536503B2 (en) Faceted retro-mirror for line-of-sight jitter sensing
US11933632B2 (en) Surveying device with a coaxial beam deflection element
CN110487514A (zh) 一种共孔径多光谱光电探测系统的光轴平行性校准系统
CN104765160A (zh) 一种光束方位校准系统及校准方法
CN101645741A (zh) 量子通信系统跟踪相机视轴现场自校准方法
EP3025183A1 (en) Four-axis gimbaled airborne sensor
CN110487120A (zh) 一种远距离照明的激光防御系统及方法
CN216247137U (zh) 一种多光学传感器靶面及光轴平行性综合装调装置
CN102607427A (zh) 基于光电成像的位移传感器
US20240093993A1 (en) Monitoring arrangement for an optical system
RU2372628C1 (ru) Многофункциональная оптико-локационная система
US8531657B2 (en) Micro-radian class line of sight and centration stabilization system
AU2003300871A1 (en) Optical system
RU2617459C1 (ru) Многоканальная оптико-локационная система
RU2443988C2 (ru) Способ выверки параллельности визирных осей мультиспектральных комплексов
RU170789U1 (ru) Многоканальная оптико-локационная система

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140312

Termination date: 20151031

EXPY Termination of patent right or utility model