CN109883554B - 一种用于偏振探测的激光接收光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于偏振探测的激光接收光学装置，包括多组光电探测器；两个光电探测器成一组并列设置，光电探测器的入射光接收端外设置有整形凹透镜；在整形凹透镜的外端，由外向内分两路依次设置共形窗口片、偏振分光镜，两个偏振分光镜的光线出射位置分别设置有第二平面反射镜和布鲁斯特窗口片，两个第二平面反射镜将光线反射至一个整形凹透镜。本发明分束和检偏同时进行，每个光路都能获得两路偏振光，提高了激光能量利用率，简化了光学系统结构，降低了成本；两路接收光通过光电探测器的复用，两路光仅需两个光电探测器，相比现有技术一路光需配置两个光电探测器，简化了接收系统，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于偏振探测的激光接收光学装置。
背景技术
激光近感探测设备自从问世以来，由于探测精度高、体积小及抗电磁干扰能力强，在武器装备中获得了广泛的应用，但是体制上易受云雾、烟尘等自然环境干扰。由于实体目标和空气中的悬浮粒子对光的退偏振效果差别较大，因此可通过激光的偏振调制信息来提高激光近感探测设备的抗干扰能力。
如《基于偏振探测的激光引信》(《航空兵器》2008年第1期第44、45页)公开了一种基于偏振探测的激光引信，该基于偏振探测的激光引信中，目标反射的激光回波信号，经水平检偏镜滤光后，水平偏振光投射到探测器一光敏面，探测器一将光信号转换为电信号，输出与水平偏振光光强相匹配的电信号至差动放大电路；目标反射的激光回波信号，经垂直检偏镜滤光后，垂直偏振光投射到探测器一光敏面，探测器一将光信号转换为电信号，输出与水平偏振光光强相匹配的电信号至差动放大电路。这种方式使用独立的两束光独立进行检偏，由于每路光仅进行一种检偏，为了获得两种偏振光，需对同一区域设置两路光学接收系统，系统复杂、激光回波能量利用率不高。
又如《激光偏振特性在近炸引信中的应用》(《西南大学学报(自然科学版)》2010年第6期第163、164页)公开了一种激光偏振接收光学系统，该激光偏振接收光学系统中，目标反射的光信号经分束器分成功率相同的两束光后，分别通过偏振方向相互垂直的检偏器一和检偏器二，变成两束正交偏振的线偏振光，分别由光电探测器一和光电探测器二产生与光强相匹配的电信号，最后由测距信息解调模块完成偏振角检测。这种方式由于是先分光再对两束光分别进行检偏，水平检偏损失垂直偏振能量，垂直检偏损失水平偏振能量，激光回波能量利用率不高，而且偏振光在发生折射、反射时均产生退偏振效应，角度越大影响越大，使用单光路接收覆盖的视野角(即弧矢视场角)有限。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于偏振探测的激光接收光学装置，该用于偏振探测的激光接收光学装置能够提高激光回波能量利用率，增大弧矢面视场角。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用于偏振探测的激光接收光学装置，包括多组光电探测器；两个光电探测器成一组并列设置，光电探测器的入射光接收端外设置有整形凹透镜；在整形凹透镜的外端，由外向内分两路依次设置共形窗口片、偏振分光镜，两个偏振分光镜的光线出射位置分别设置有第二平面反射镜和布鲁斯特窗口片，两个第二平面反射镜将光线反射至一个整形凹透镜，布鲁斯特窗口片将光线反射至第一平面反射镜、第一平面反射镜将光线反射至另一个整形凹透镜；整形凹透镜将入射光线折射至光电探测器的光线接收头；多组光电探测器以环形分布。
所述共形窗口片和偏振分光镜之间设置有整形聚焦透镜。
所述整形凹透镜和光电探测器之间设置有整形聚焦凸透镜。
所述多组光电探测器为环形均布。
所述光电探测器为八组。
每个光电探测器的接收视场均为弧矢面视场，且角度相同。
每组光电探测器的接收视场角度大于45°。
所述第二平面反射镜反射的光线为直接投射过偏振分光镜的平行偏振光。
本发明的有益效果在于：分束和检偏同时进行，每个光路都能获得两路偏振光，提高了激光能量利用率，简化了光学系统结构，降低了成本；两路接收光通过光电探测器的复用，两路光仅需两个光电探测器，相比现有技术一路光需配置两个光电探测器，简化了接收系统，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的组成示意图；
图2是本发明的安装示意图。
图中：1-共形窗口片，2-整形聚焦透镜，3-偏振分光镜，4-布鲁斯特窗口片，5-第一平面反射镜，6-第二平面反射镜，7-整形凹透镜，8-整形聚焦凸透镜，9-光电探测器。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2所示的一种用于偏振探测的激光接收光学装置，包括多组光电探测器9；两个光电探测器9成一组并列设置，光电探测器9的入射光接收端外设置有整形凹透镜7；在整形凹透镜7的外端，由外向内分两路依次设置共形窗口片1、偏振分光镜3，两个偏振分光镜3的光线出射位置分别设置有第二平面反射镜6和布鲁斯特窗口片4，两个第二平面反射镜6将光线反射至一个整形凹透镜7，布鲁斯特窗口片4将光线反射至第一平面反射镜5、第一平面反射镜5将光线反射至另一个整形凹透镜7；整形凹透镜7将入射光线折射至光电探测器9的光线接收头；多组光电探测器9以环形分布。
所述共形窗口片1和偏振分光镜3之间设置有整形聚焦透镜2。
所述整形凹透镜7和光电探测器9之间设置有整形聚焦凸透镜8。
所述多组光电探测器9为环形均布。
所述光电探测器9为八组。
每个光电探测器9的接收视场均为弧矢面视场，且角度相同。
每组光电探测器9的接收视场角度大于45°。
所述第二平面反射镜6反射的光线为直接投射过偏振分光镜3的平行偏振光。
由此，外部光信号入射到两路弧矢面视场角同为θ的接收窗口，经过聚焦、分束、检偏后，2θ视场角的水平偏振光由光电探测器一2完成光电转换，2θ视场角的垂直偏振光由光电探测器二4完成光电转换，最终实现弧矢面总视场角为2θ。
具体的，经过共形窗口片1进入的外部光信号，经过整形聚焦透镜一2后变为窄光束，经偏振分光镜3分束、检偏后，平行偏振光直接透射，垂直偏振光被转90°出射，偏振分光镜3可选偏振分光棱镜或偏振平板分光镜，垂直偏振光经布鲁斯特窗口片4转90°出射，传输方向变为与平行偏振光一致；偏振分光镜3透射的平行偏振光经第二平面反射镜6反射后，经整形凹透镜7和整形聚焦凸透镜8整形、聚焦，最终入射到光电探测器9入射光接收端的光敏面上，由光电探测器9产生与平行偏振光光强一致的电信号；布鲁斯特窗口片4反射的垂直偏振光分别经第一平面反射镜5反射后，经另一整形凹透镜7和整形聚焦凸透镜8整形、聚焦，最终入射到另一光电探测器9光敏面上，由光电探测器9产生与垂直偏振光光强一致的电信号。
安装方面，围绕探测装置轴心划分为八个区域，每个区域放置一组光电探测器9，每组光电探测器9承担2θ弧矢面视场角的光信号接收，其中2θ需略大于45°，八组光电探测器9共同完成360°光信号接收，满足激光周视探测装置对光信号绕轴线360°接收无盲区的需求。
Claims (8)
1.一种用于偏振探测的激光接收光学装置，包括多组光电探测器(9)，其特征在于：两个光电探测器(9)成一组并列设置，光电探测器(9)的入射光接收端外设置有整形凹透镜(7)；在整形凹透镜(7)的外端，由外向内分两路依次设置共形窗口片(1)、偏振分光镜(3)，两个偏振分光镜(3)的光线出射位置分别设置有第二平面反射镜(6)和布鲁斯特窗口片(4)，两个第二平面反射镜(6)将光线反射至一个整形凹透镜(7)，布鲁斯特窗口片(4)将光线反射至第一平面反射镜(5)、第一平面反射镜(5)将光线反射至另一个整形凹透镜(7)；整形凹透镜(7)将入射光线折射至光电探测器(9)的光线接收头；多组光电探测器(9)以环形分布。
2.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：所述共形窗口片(1)和偏振分光镜(3)之间设置有整形聚焦透镜(2)。
3.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：所述整形凹透镜(7)和光电探测器(9)之间设置有整形聚焦凸透镜(8)。
4.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：所述多组光电探测器(9)为环形均布。
5.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：所述光电探测器(9)为八组。
6.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：每个光电探测器(9)的接收视场均为弧矢面视场，且角度相同。
7.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：每组光电探测器(9)的接收视场角度大于45°。
8.如权利要求1所述的用于偏振探测的激光接收光学装置，其特征在于：所述第二平面反射镜(6)反射的光线为直接投射过偏振分光镜(3)的平行偏振光。
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