CN110637523B - 用于激光压制仪的波段转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于激光压制仪的波段转换装置，包括直流电机、传动机构、波段选择开关、倍频晶体组件。主要特点是，通过波段选择开关控制直流电机的运转方向，由此驱动传动机构带动倍频晶体组件移入移出激光光路，当倍频晶体组件移入激光光路时，固体激光器出射的基频激光经倍频晶体后成为倍频激光由激光压制仪输出，当倍频晶体组件移出激光光路时，固体激光器出射的基频激光直接由激光压制仪输出，从而实现了两个波段激光的自由转换。本发明使得原来只有单色光输出的固体激光器成为能同时具有双波段发射能力的双波长激光器，扩大了激光武器在战场上的应用领域，并提高了其作战效能。

Description

用于激光压制仪的波段转换装置

技术领域

本发明属于光电对抗技术领域，主要涉及一种激光干扰机，尤其涉及一种激光压制仪的YAG固体激光器的波段转换装置。

技术背景

激光技术在军事上已获得广泛应用，如机载光电系统、车载光电系统以及舰载光电系统上的各种光学观瞄系统、激光测距机、红外热像仪、微光夜视仪、激光压制武器和激光制导导弹等光电武器设备，武装直升机还可投放激光制导炸弹。但无论哪种应用，对于激光器性能的要求，主要是解决激光的发射波段、光束能量及其密度、光束质量以及激光光束性能稳定性等问题。当然，对于具体的应用来说，要满足安装尺寸、形状、质量、工作频率、环境适应性和电磁兼容性等要求。目前，国内外许多机载光电系统、车载光电系统以及舰载光电系统上已经安装了激光压制系统，主要目的是压制敌方的观瞄和光电探测装置，使其系统瘫痪或不能正常发挥作用。如由美国Loral光电系统公司研制的AN/VLQ-6装甲战车保护系统是现役激光对抗设备，它是一种先进的多威胁激光干扰机，用于保护地面车辆免受地面或空中发射的反坦克导弹的威胁。由俄罗斯联邦政府国防部出资、Electronintorg公司研制的Shtora-1系统，是用于破坏或干扰来袭反坦克导弹或激光指示系统的光电对抗系统，已被部署在俄T-90、T-84、T-72系列主战坦克上。我国新型99式主战坦克也装备了先进的光电对抗装置，该装置由激光敌我识别机、激光压制观瞄系统和烟幕弹组成。

激光压制仪是激光技术在军事上的重要应用之一。其一般的压制原理是，射手用瞄准具(白天用可见光瞄准具，夜间用热像瞄准具)跟踪并瞄准被攻击的目标，然后发射高能激光束，直接击中目标。由于现代的武器系统具有较多的光学传感器，如激光测距机、红外热像仪、微光夜视仪等。以上装置均装备有光电探测元件，当激光束照射到上述装置时，由于激光具有相对较高的光功率密度，可损坏光学探测，使其失去作战效能。波长0.532um的激光是人眼最敏感的波段，其足够高的能量能够使人眼暂时失明或永久失明。所以，世界各国在激光压制系统上都投入过较大的资金，均取得了较为满意的成果，且大部分已经装备到了各种车辆、飞机和舰艇上。

目前，用于激光压制仪的激光器主要为用闪光灯泵浦或半导体泵浦的固体激光器，其发射波段主要是1.064um的近红外激光，经倍频后可获得0.532um的蓝绿激光。经查阅大量资料，国内外的激光压制仪主要是上述两种波段之一，未曾见有同一激光压制仪同时具有上述两种波段，而要实现同一激光压制仪具有上述两个波段，其波段转换装置是必不可少的，目前未曾见有关于同时实现上述双波段波长的波段转换装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为我国三代改进型主战坦克激光压制仪提供一种应用倍频晶体及相应的传动机构实现1.064um和0.532um激光波段转换的转换装置。

为解决上述技术问题，本发明包括直流电机、带有两个定位端面的底座、传动机构、波段选择开关、倍频晶体组件；所述的波段选择开关分为两个档位，分别控制所述直流电机的正、反方向旋转；所述的传动机构含有两个传动齿轮、螺旋传动杆，第一传动齿轮与所述直流电机的转轴固连，第二传动齿轮与螺旋传动杆固连，第一、第二传动齿轮啮合，螺旋传动杆安装在所述底座的轴套中；所述的倍频组件含有倍频晶体、温度传感器、伺服控制电路、带有螺纹孔的支架，温度传感器感知倍频晶体的温度变化，并将感知的温度信号传送给伺服控制电路，伺服控制电路根据此信号控制是否给倍频晶体加热，以保证倍频晶体在一定的温度范围内工作，支架与所述的螺纹传动杆配合连接，倍频晶体安装在支架上且激光束通过方向与支架的螺孔垂直，当波段选择开关置于第一档位时，直流电机驱动传动机构运动，使支架一端与所述底座的第一定位端面贴紧，激光器谐振腔输出的基频激光通过倍频晶体的中心成为倍频光后由激光压制仪输出，当波段选择开关置于第二档位时，直流电机驱动传动机构反方向运动，使支架的另一端与所述底座的第二定位端面接触，倍频晶体移出光路，激光器谐振腔输出的基频激光直接由激光压制仪输出。

根据本发明，所述的基频激光为波长为1.064um的近红外激光，经倍频后成为波长为0.532um的蓝绿激光。

本发明在固体激光器的出射端引入倍频晶体，以对其出射的基频激光进行高效率倍频，获得较高能量的倍频光。此外，通过直流电机、波段选择开关和传动机构，实现了倍频晶体移入或移出激光压制仪光路的功能，从而实现了基频激光和倍频激光的自由转换。使得原来只有单色光输出的固体激光器成为能同时具有双波段发射能力的双波长激光器，扩大了激光武器在战场上的应用领域，并提高了其作战效能，近而可以实现具有双波段激光输出的激光压制仪。

附图说明

图1是本发明波段转换装置的组成示意图。

图2是激光压制仪控制手柄上的波段选择开关示意图。

图3是激光压制仪输出倍频激光时倍频晶体所处位置示意图。

图4是激光压制仪输出基频激光时倍频晶体所处位置示意图。

图5是本发明第二优选实施例支架的结构形式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。

正如图1所示，本发明优选实施例包括直流电机1、传动齿轮2和2′、底座3、螺旋传动杆4、支架5、压圈6以及倍频晶体、温度传感器、伺服控制电路(图中未示)、波段选择开关。本发明整个安装在激光压制仪固体激光器谐振腔输出镜的外侧。为了实现高效、稳定的0.532um倍频激光输出，底座3、直流电机1均与激光聚光腔安装在同一块安装板上。把第一传动齿轮2与螺旋传动杆4配合连接好后安装在底座3的轴套中。支架5与螺纹传动杆4配合连接，支架5安装在底座3上，倍频晶体(图中未示)安装在支架5上且激光束通过方向与支架5的螺孔垂直。安装底座3时，使激光光束中心穿过倍频晶体所在的圆孔中心；第一传动齿轮2与直流电机1的转轴固连，安装直流电机1时使第一、第二传动齿轮2、2′啮合好；接通电源，传动齿轮2和2′带动螺旋传动杆4旋转，保证支架5在底座3上能够自如滑动；调整倍频晶体的光学主轴方向，得到具有较高倍频效率的光学主轴的方向后用压圈将其压紧并固定好。倍频晶体与温度传感器相连，当倍频晶体的温度过高或过低时，温度传感器把接收到的温度信号转化成电信号并传递给伺服电路，伺服电路按照接收到的电信号给倍频晶体停止加热或加热，保证倍频晶体在一定的温度范围内工作，从而保证获得较高倍频效率的0.532um倍频光输出。

参见图2，波段选择开关安装在控制手柄上，其上两个档位分别控制直流电机1顺时针和逆时针转动。当将波段选择开关(参见图3)，打开激光电源开关，本优选实施例上电，激光器谐振腔输出的1.064um近红外激光束通过倍频晶体的中心，经倍频后成为0.532um的蓝绿激光由激光压制仪出射。当将波段选择开关置于1.064um档位时，加在直流电机上1的直流电压方向发生改变，直流电机1反方向转动，通过传动机构和支架带动倍频晶体移出激光光路(见图4)，此时激光压制仪出射的激光波长为1.064um。当射手再次扳动波段转换开关时，倍频晶体又移入激光光路，此时又能够输出0.532um激光。如此反复，从而实现不同激光波段的相互转换。由于支架每次移动到底座这一端时，都能够与底座第一定位端面紧密接触，从而能够保证使激光光束每次都能够从倍频晶体的中心通过，即保证了1.064um波段光束能够有效得到倍频输出的位置稳定性。

根据图5所示，本发明的第二个实施例是不采用传动机构，而是将支架做成扇形体，倍频晶体组件安装在其方孔中，扇形体的圆心部位O点直接与直流电机的转轴固连。当波段转换开关置于第一档位时，直流电机带动扇形体绕O点逆时针旋转到基座上的第一定位块时，由谐振腔出射的基频激光正好由方孔中心出射，此时基频光经倍频晶体倍频而成为倍频光并有激光压制仪出射。当波段转换开关置于第二档位时，直流电机带动扇形体绕O点顺时针旋转到基座上的第二定位块时，倍频晶体组件已经完全退出光路，则基频激光直接由激光压制仪出射。

当然，本发明除了选用1.064um波段的基频激光外，还可以选用1.03um，1.054um，1.54um波段的激光作为基频光，而倍频则可以是双倍频，三倍频或更高的倍频方式。

本发明第一优选实施例已在三代主战坦克改进型激光压制仪中获得成功的应用，根据本发明设计的三套激光压制仪均安装在三代改进型主战坦克上，并随坦克做了高低温和射击试验，倍频装置工作状态良好，激光的输出光束能量稳定性好，基频光的倍频效率保持在40％左右。

Claims (2)

1.一种用于激光压制仪的波段转换装置，其特征在于：包括直流电机[1]、带有两个定位端面的底座[3]、传动机构、波段选择开关、倍频晶体组件；所述的波段选择开关分为两个档位，分别控制所述直流电机[1]的正、反方向旋转；所述的传动机构含有两个传动齿轮[2、2′]、螺旋传动杆[4]，第一传动齿轮[2]与所述直流电机[1]的转轴固连，第二传动齿轮[2′]与螺旋传动杆[4]固连，第一、第二传动齿轮[2、2′]啮合，螺旋传动杆[4]安装在所述底座[3]的轴套中；所述的倍频组件含有倍频晶体、温度传感器、伺服控制电路、带有螺纹孔的支架[5]，温度传感器感知倍频晶体的温度变化，并将感知的温度信号传送给伺服控制电路，伺服控制电路根据此信号控制是否给倍频晶体加热，以保证倍频晶体在一定的温度范围内工作，支架[5]与所述的螺纹传动杆[4]配合连接，倍频晶体安装在支架[5]上且激光束通过方向与支架[5]的螺孔垂直，当波段选择开关置于第一档位时，直流电机[1]驱动传动机构运动，使支架[5]一端与所述底座[3]的第一定位端面贴紧，激光器谐振腔输出的基频激光通过倍频晶体的中心成为倍频光后由激光压制仪输出，当波段选择开关置于第二档位时，直流电机[1]驱动传动机构反方向运动，使支架[5]的另一端与所述底座[3]的第二定位端面接触，倍频晶体移出光路，激光器谐振腔输出的基频激光直接由激光压制仪输出。

2.根据权利要求1所述的波段转换装置，其特征在于：所述的基频激光为波长为1.064um的近红外激光，经倍频后成为波长为0.532um的蓝绿激光。