CN111669226A - 一种全光纤式激光发射接收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于激光设备技术领域，提供了一种全光纤式激光发射接收系统。其中，激光发射装置包括激光器、光学透镜和准直透镜，激光器和光学透镜集成在一起，在光学透镜和准直透镜之间设置光纤传输光路；激光接收装置包括光电接收器件、信号放大电路、信号及位置处理电路，及激光接收器，其中，光电接收器件、信号放大电路、信号及位置处理电路集成在一起，所述激光接收器通过光纤连接所述光电接收器件。本发明的激光发射接收系统，改变了现有激光发射和接收装置的整体构造，使得设备整体使用、布局更加灵活，并且由于光纤的使用，改善了激光设备的环境耐受性。

Description

一种全光纤式激光发射接收系统
技术领域
本发明属于激光设备技术领域，尤其涉及一种全光纤式激光发射接收系统。
背景技术
由于激光的高准直特性，激光在通讯、模拟对抗、定位等多个领域都有重要的应用。
现有的激光发射接收系统如图1和2所示，其中激光发射装置如图1所示，激光接收装置如图2所示。激光发射装置1包含激光器和准直透镜，并且激光器和准直透镜集成在一起；激光接收装置2包含光电接收器1、信号放大电路2、传输线路3、信号及位置处理电路4以及后续信号传输电路5，以上各模块也集成在一起。激光发射装置中激光器的光斑经光学透镜组的整形及电信号调制后发射，激光接收装置由硅光电池、光电雪崩管等光电接收器将光信号转换成电信号，再经信号放大电路、调制电路及处理器运算识得发射信息和位置信息等，将这一信息经后续信号传输电路传给控制器。
对于激光发射装置，由于激光输出端与激光器集成在一起，在很多领域限制了其应用，例如在模拟对抗时，激光发射装置只能整体安装在枪口的位置，使得枪口重量变大，并且限制了枪体的设计。对于激光接收装置，现有的激光接收器单个集成，当用于模拟对抗时，为了能够判断被击目标的具体击打位置，需要在被击目标的本体上安装多个激光接收装置，由于每个激光接收装置都配备了信号处理电路，所以被击打目标本体上会有多块电路板，重量大、成本高、安装也不方便，即灵活性低。再者，由于激光器件的环境耐受性差，在模拟对抗的高温、高湿度环境下激光发射功率大大降低，影响使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环境耐受度高、使用自由度高的全光纤式激光发射接收系统。
本发明是这样实现的：
一种激光发射装置，包括激光器、光学透镜和准直透镜，在光学透镜和准直透镜之间设置光纤传输光路，并且激光器和光学透镜集成在一起。
进一步地，激光发射装置包含多根光纤传输光路，每条光纤传输光路分别连接一个准直透镜。
一种激光接收装置，包括光电接收器件、信号放大电路、信号及位置处理电路、激光接收器，其中，光电接收器件、信号放大电路、信号及位置处理电路集成在一起；激光接收器通过光纤连接所述光电接收器件。
进一步地，激光接收器包括裸光纤、聚光镜、球形头光纤。
进一步地，激光接收装置包括多个激光接收器，所述的每个激光接收器分别通过一根光纤连接所述光电接收器件。
本发明还提供一种全光纤式激光发射接收系统，包含如上所述的激光发射装置和如上所述的激光接收装置。
进一步地，该系统应用于激光位置识别、激光信息传输、激光模拟对抗领域。
采用本发明的全光纤式激光发射接收系统，至少具有如下益处：
1.本发明所提供的一种激光发射装置，将激光器和激光发射端分离，采用光纤连接激光器和激光发射端，使用时，只需调整激光发射端的位置和角度即可实现多角度、多方向的激光发射角度的调节；
2.本发明的一种激光发射装置，由于将激光器和激光发射端分离，安装时只需将激光发射端设置在所需的位置，激光器可以排布在其他任何方便的位置，使用时灵活性更高；并且激光器可以分离出来放置在更优的环境中，从而提高整个装置的环境耐受性。
3.本发明的一种激光接收装置，通过多个激光接收器接收激光并经光纤传输到后端的光电接收器，统一做信号处理，从而避免了现有激光接收装置中每一个单独的激光接收端都需要设置信号处理电路的问题，进而大大简化了电路的布局难度，也整体减轻了激光接收装置的重量。
4.本发明的全光纤式激光发射接收系统，采用光纤作为激光信号的传输介质，由于光纤的电磁兼容性能优异，从而解决了传统的光电探测所存在的电磁兼容问题，提高了信号抗干扰能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的激光发射装置示意图；
图2是现有技术的激光接收装置示意图；
图3是本发明实施例提供的一种激光发射装置示意图；
图4是本发明实施例提供的一种激光接收装置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
如图3所示，一种激光发射装置，包括激光器1、光学透镜4、光纤5、准直透镜6，其中，激光器和光学透镜集成在一起，激光器1发出的激光2经光学透镜4耦合后进入光纤5,由光纤5将激光传输到准直透镜6调直后射出。
作为优选，耦合透镜后可连接多条光纤，每条光纤连接一个准直透镜，单独射出一束激光。
作为优选，光纤5设置成可插拔地与光学透镜连接。
由于激光器和激光发射端分离设置，为其应用提供了很大的便利和灵活性。
实施例2
一种激光接收装置，如图4所示，包括激光接收器11、光纤5、光电接收器件6、信号放大电路7、信号及位置处理电路9，其中，光电接收器件6、信号放大电路7、信号及位置处理电路9集成在一起。激光接收器接收激光，经光纤5传输到光电接收器件6，光电接收器6将激光信号转换为电信号，经放大电路7放大后送入信号及位置处理电路9，信号及位置处理电路对探测信号进行识别和处理，从而对识别的激光信号进行信息解码。
作为优选，激光接收装置可以设置多个激光接收器11，每个激光接收器11分别连接一光纤5，统一接入光电接收器件6。
如此采用多个激光接收装置接收激光后在统一传输到光电接收器件，使得电路部分不用再放置于接收前端，而是集中放置于后端，大大简化了电路的布局难度，并且由于光纤的电磁兼容性好，也解决了现有激光接收装置的电磁兼容问题。
其中，激光接收器11可以有多种方式实现，如直接由裸光纤5接收激光，在光纤的前端放置聚焦透镜将激光耦合进入光纤5，在光纤的端面做特殊处理如做成球头以接收更大角度的入射光，提高激光接收的强度。
实施例3
本发明还提供一种全光纤式激光发射接收系统，包含激光发射装置和激光接收装置。
其中，激光发射装置包括激光器1、光学透镜4、光纤5、准直透镜6，其中，激光器1和光学透镜4集成在一起，激光器1发出的激光2经光学透镜4耦合后进入光纤5,由光纤5将激光传输到准直透镜6调直后射出。
作为优选，耦合透镜后可连接多条光纤，每条光纤连接一个准直透镜，单独射出一束激光。
激光接收装置，包括激光接收器11、光纤5、光电接收器件6、信号放大电路7、信号及位置处理电路9，其中，光电接收器件6、信号放大电路7、信号及位置处理电路9集成在一起。激光接收器接收激光，经光纤5传输到光电接收器件6，光电接收器6将激光信号转换为电信号，经放大电路7放大后送入信号及位置处理电路9，信号及位置处理电路对探测信号进行识别和处理，从而对识别的激光信号进行信息解码。
作为优选，激光接收装置可以设置多个激光接收器11，每个激光接收器11分别连接一光纤5，统一接入光电接收器件6。
实施例4
应用于激光模拟对抗的全光纤式激光发射接收系统，例如应用在士兵模拟对抗训练中，包括激光发射装置和激光接收装置。
激光发射装置包括括激光器1、光学透镜4、光纤5、准直透镜6，其中，激光器1、光学透镜4集成在一起。激光器1发出的激光2经光学透镜4耦合后进入光纤5,由光纤5将激光传输到准直透镜6调直后射出。准直透镜6安装在枪头，激光器1可以排布在其他任何位置，如弹夹，甚至可以设置在士兵身上，从而减轻枪体的重量；
作为另一实施例，激光发射装置可以将激光器单独放置在阴凉的环境下，激光器通过多路光纤将激光传输到士兵所持的多个枪体上，从而避免激光器在高温等环境下造成的发射功率下降。
激光接收装置，包括激光接收器11、光纤5、光电接收器件6、信号放大电路7、信号及位置处理电路9，其中，光电接收器件6、信号放大电路7、信号及位置处理电路9集成在一起。作为示例，激光接收器11设置在士兵的身上，并且多个激光接收器11设置在士兵身上的多个部位，如头部、胸部、腹部、四肢等，并经由多路光纤将多个激光接收器11接收到的激光传输后端集成的电路统一处理。具体地，光电接收器件6接收到多路光纤传输的激光信号后，经信号放大电路7进行信号放大，信号及位置处理电路9对信号进行处理和解码，从而定位激光击打位置。
作为另一实施例，以上激光发射器也可以布局在炮弹等军事设备上。
本发明的全光纤式发射接收系统由于使用时比较轻便和灵活，因而还可以用于其他领域，如激光位置识别和激光信息传输，具体使用方法与前述实施例相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光发射装置，包括激光器、光学透镜和准直透镜，其特征在于，在光学透镜和准直透镜之间设置光纤传输光路，并且激光器和光学透镜集成在一起。
2.如权利要求1所述的一种激光发射装置，其特征在于，包含多根光纤传输光路，每条光纤传输光路分别连接一个准直透镜。
3.一种激光接收装置，包括光电接收器件、信号放大电路、信号及位置处理电路，其特征在于，所述的光电接收器件、信号放大电路、信号及位置处理电路集成在一起；
还包括激光接收器，所述激光接收器通过光纤连接所述光电接收器件。
4.如权利要求3所述的一种激光接收装置，其特征在于，所述的激光接收装置包括裸光纤、聚光镜、球形头光纤。
5.如权利要求3或4所述的一种激光接收装置，其特征在于，包括多个激光接收装置，所述的每个激光接收装置分别通过一根光纤连接所述光电接收器件。
6.一种全光纤式激光发射接收系统，其特征在于，包含如权利要求1和2任一所述的激光发射装置和如权利要求3-5任一所述的激光接收装置。
7.如权利要求6所述的一种全光纤式激光发射接收系统，其特征在于，该系统应用于激光位置识别、激光信息传输、激光模拟对抗领域。
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