CN106461363B - 激光器组合系统 - Google Patents

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Abstract

一种激光器组合系统，包括多个激光器(10)以及一个激光测距仪(13)，所述激光器(10)为千瓦级激光器，所述激光测距仪(13)用于测定与目标物的距离，并根据测距结果控制多个激光器(10)的聚焦。通过组合多个千瓦级的激光器(10)，可达成高功率的例如是万瓦级的激光，并借助激光测距仪(13)使激光器(10)可自动聚焦在远处的目标物上，因而可解决大功率激光器在制造、搭载平台等方面的不便利的问题，且小型化易于运输，可适用为自动化极强的激光炮。

Description

激光器组合系统
【技术领域】
本发明涉及光学领域，特别涉及利用激光器与远距离扩束镜的激光领域。
【背景技术】
目前激光应用已遍及各种领域，利用激光强光远射原理，在军事上利用它的大能量，高功率，可摧毁远方距离目标，俗称激光炮，对于激光炮的研究已超过半个世纪。目前虽然已有阶段成果，但还存有许多难以解决的问题。主要的问题是由于远距离的传递而必须要求有极高功率的激光器，如万瓦以上到几十万瓦级的激光器。如此极高功率的激光器，在制造上就遇到了许多的难题。如制造激光器的原材料，整台激光的各种平台，以及提供激光器用的电力等都是非常难解的问题，而且有些大功率激光器的体积和质量决定其非常难以移动，灵活性不够，因此应用场合受到限制。
【发明内容】
基于此，本发明旨在提供一种激光器组合系统可克服上述缺陷，以期使激光器组合系统不但能适用于远距离传输高能量，且制造和移动等方面都有所改善。
一种激光器组合系统，包括多个激光器以及一个激光测距仪，所述激光器为千瓦级激光器，所述激光测距仪用于测定与目标物的距离，并根据测距结果控制多个激光器的聚焦。
在其中一个实施例中，每个激光器的光学系统包括一个扩束镜，扩束镜包括一个主镜和一个次镜，激光器发出的激光先经过次镜，再经过主镜；激光测距仪与激光器的扩束镜电气连接，使扩束镜的调焦与激光测距仪的测距结果联动。
在其中一个实施例中，该扩束镜的Φ入＝5mm，Φ出＝50mm时，B＝10倍。
在其中一个实施例中，所述激光测距仪的光学系统中使用的扩束镜与激光器中使用的扩束镜相同。
在其中一个实施例中，所述多个激光器为12个。
在其中一个实施例中，所述多个激光器设置在一个平面内，或者设置在一个曲面上。
在其中一个实施例中，所述多个激光器沿着一个圆周排布。
上述激光器组合系统通过组合多个千瓦级的激光器，可达成高功率的例如是万瓦级的激光，并借助激光测距仪使激光器可自动聚焦在远处的目标物上，因而可解决大功率激光器在制造、搭载平台等方面的不便利的问题，且小型化易于运输，可适用为自动化极强的激光炮。
【附图说明】
图1为一实施例中激光器组合系统中的部分器件的示意图；
图2为一实施例中激光器组合系统中的远距离扩束镜的示意图；
图3为图2中的扩束镜的传递函数M.T.F图；
图4为图2中的扩束镜的点扩散函数图；
图5为图2中的扩束镜的几何像差图。
【具体实施方式】
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1和图2示出了本发明一实施例提供的激光器组合系统的结构示意图。该激光器组合系统包括多个激光器10以及一个激光测距仪13。
激光器10为千瓦级激光器。选择千瓦级的激光器10，可以使激光器的制造以及架构平台均能容易实现，且体积小，易于运输。激光器10可以为化学激光器、固体激光器等类型的激光器。一具体实施例中，激光器10的数量为12台，该等激光器可以设置在一个平面内，也可以设置在一个曲面上，或者以不同的立体形态布置。一具体实施例中，该12台激光器10沿着一个圆周排布。激光器10用于发射激光并对目标物进行打击。
激光测距仪13为一个高速的激光测距仪。激光测距仪13用于对目标物实行测距，并根据测距结果来控制激光器10的聚焦距离，以实现激光器10对目标物的打击。
激光测距仪13的结构可与激光器10相同，也即激光测距仪13同样作为一个激光器，只不过在该系统中，激光测距仪13的作用不是对目标物进行打击，而是对目标物进行测距。
激光器10与激光测距仪13各自功能的实现离不开精确的光学系统。如图2所示，一实施例中，激光器10的光学系统中包括一个扩束镜。该扩束镜是一种远距离扩束镜，可对激光器10发出的激光扩束。本发明中，一个扩束镜对应一个激光器10，且激光测距仪13与激光器10的扩束镜电气连接，使扩束镜的调焦可与激光测距仪13的测距结果联动，实现激光测距仪13与激光器10、扩束镜的整合。
扩束镜包括一个主镜21和一个次镜22。激光器10发出的激光先经过次镜22，再经过主镜21。该扩束镜的发散角可调，以适应于不同距离的聚焦。在一实施例中，该扩束镜的Φ入＝5mm，Φ出＝50mm时，B＝10倍。
如图3所示，是该扩束镜的传递函数M.T.F图，当分辨率达到100线对时，M.T.F还有0.7。
如图4所示，是该扩束镜的点扩散函数图，其结果极理想。
如图5所示，是该扩束镜的几何像差图，弥散圆很小，全视场Δd≤1μm。
在一实施例中，激光测距仪13的光学系统中也可以使用上述扩束镜。
本发明激光器组合系统在使用时，通过激光测距仪13对目标物进行测距，然后控制激光器10聚焦至目标物，并发射激光至目标物上，可达成对目标物的射击。该激光测距仪13可对不同距离的目标物进行测距，并对激光器10进行自动对焦，因而可实现对不同距离的目标物的射击。
本发明通过组合千瓦级的激光器10，达成高功率的例如是万瓦级的激光，并借助激光测距仪13使激光器10可自动聚焦在远处的目标物上，因而可解决大功率激光器在制造、搭载平台等方面的不便利的问题，且小型化易于运输，可适用为自动化极强的激光炮。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种激光器组合系统，其特征在于，包括多个激光器以及一个激光测距仪，所述激光器为千瓦级激光器，所述激光测距仪用于测定与目标物的距离，并根据测距结果控制多个激光器的聚焦至目标物；每个激光器的光学系统包括一个扩束镜，扩束镜包括一个主镜和一个次镜，激光器发出的激光先经过次镜，再经过主镜；激光测距仪与激光器的扩束镜电气连接，使扩束镜的调焦与激光测距仪的测距结果联动。
2.根据权利要求1所述的激光器组合系统，其特征在于，该扩束镜的Φ入＝5mm，Φ出＝50mm时，B＝10倍。
3.根据权利要求2所述的激光器组合系统，其特征在于，所述激光测距仪的光学系统中使用的扩束镜与激光器中使用的扩束镜相同。
4.根据权利要求1所述的激光器组合系统，其特征在于，所述多个激光器为12个。
5.根据权利要求1所述的激光器组合系统，其特征在于，所述多个激光器设置在一个平面内，或者设置在一个曲面上。
6.根据权利要求1所述的激光器组合系统，其特征在于，所述多个激光器沿着一个圆周排布。
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