CN111811325A - 一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，涉及飞行器照明系统技术领域，包括光源模块、分光系统、照明模块和武器模块，所述光源模块通过光纤与所述分光系统连接，所述分光系统通过光纤与所述照明模块以及所述武器模块连接；所述分光系统用于控制光束进入所述照明模块或武器模块，所述照明模块用于进行照明，所述武器模块用于进行激光致盲或激光干扰。本发明集照明、干扰与致盲于一体，在增加激光致盲/干扰功能的同时不增加系统整体重量，从而极大的降低飞行器负荷，保证飞行器的机动性能和战斗性能。

Description

一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统

技术领域

本发明涉及飞行器照明系统技术领域，特别是涉及一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统。

背景技术

现代航空航天照明系统多采用LED灯作为照明光源，然而LED光源往往具有较大的体积和质量，且不可避免的需要相应的体积庞大的散热系统；并考虑到飞行器上有滑行灯、着陆灯、航行灯、防撞灯、尾部航行灯、翼尖编队灯、机身编队灯和加油区域照明灯等不同区域的照明需求，整个照明系统的体积和质量极大，严重影响了飞行器的机动性能。而且，在传统照明系统中，每个光源紧邻反光罩安放，光源间距很大；由于高功率光源具有很强的热效应，因此每个光源必须单独安置独立的散热系统(如风扇等)，造成极大的空间和能量浪费。因此，如何降低航空航天照明系统的体积和质量，改善飞行器的机动性能，是现阶段飞行器照明系统设计需解决的重要问题。

激光致盲在激光致盲/干扰等领域具有广泛应用，现阶段的激光致盲为强激光干扰、激光欺骗干扰等，需配备较高功率的激光器，从而对敌方光电探测、制导设备实施欺骗、压制，甚至破坏或摧毁。

具体地，光电干扰技术是削弱或破坏敌方光电探测、制导设备的使用效能所采用的光电对抗技术，主要包括光电有源干扰技术和光电无源干扰技术。光电有源干扰技术是通过发射或辐射与敌方光电设备工作波段相应的光波，或转发敌方发射的光波，对敌方光电探测、制导设备实施欺骗、压制，甚至破坏或摧毁的技术，主要包括强激光干扰技术、激光欺骗干扰技术。强激光干扰技术指的是将激光脉冲或连续激光投射到敌方光电探测、制导设备的光电传感器上，使光电探测器饱和、致盲或烧坏的技术；激光欺骗干扰技术指的是发射与敌方激光信号特征相近或相关的激光干扰信号，使敌方激光探测、制导设备受骗的技术。

然而，常见的激光致盲装置具有极大的体积和质量，因此多用于陆基、海基装备上，如战车、舰船等；而飞机等飞行器对飞行重量要求极为苛刻，因此体积和重量极大的激光致盲装置难以在飞行器上有广泛应用。因此，如何减小激光致盲装备体积与重量，是激光致盲装置应用于航空航天的关键技术难题。

因此，亟需提供一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，以解决上述现有技术存在的问题，集照明、干扰与致盲于一体，在增加激光致盲/干扰功能的同时不增加系统整体重量，从而极大的降低飞行器负荷，保证飞行器的机动性能和战斗性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，包括依次设置的光源模块、分光系统、照明模块和武器模块，所述光源模块通过光纤与所述分光系统连接，所述分光系统通过光纤与所述照明模块以及所述武器模块连接；所述分光系统用于控制光束进入所述照明模块或武器模块，所述照明模块用于进行照明，所述武器模块用于进行激光致盲或激光干扰。

优选的，所述光源模块包括散热系统、阵列式光源和透镜阵列，所述透镜阵列位于所述阵列式光源发光的一侧，所述透镜阵列远离所述阵列式光源的一侧通过所述光纤与所述分光系统连接；所述散热系统用于为所述阵列式光源进行散热。

优选的，所述阵列式光源包括多个激光灯头，多个所述激光灯头呈阵列式设置。

优选的，所述透镜阵列包括多个透镜，多个所述透镜呈阵列式分布；所述透镜的数量与所述激光灯头的数量相同，每个所述激光灯头的发光侧均设置有一个所述透镜。

优选的，所述光源模块与所述分光系统之间的所述光纤上靠近所述分光系统的一端设置有光纤耦合器。

优选的，所述分光系统包括光纤反射架，所述光纤反射架连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述光纤反射架前后移动，以靠近或远离所述光纤耦合器；所述分光系统通过第一光路与所述照明模块连接，通过第二光路与所述武器模块连接。

优选的，所述驱动装置为电机。

优选的，所述照明模块包括反光罩和光学透镜，所述反光罩的前端设置有开口，用于使所述光纤通入，所述光学透镜设置于所述反光罩内，并靠近所述光纤设置。

优选的，所述反光罩和所述光学透镜设置有多组，每个所述反光罩的前端均通过一根光纤与所述分光系统连接。

优选的，所述武器模块包括动态聚焦透镜模组，所述动态聚焦透镜模组包括依次设置的第一透镜组、第二透镜组和凸透镜，所述第二透镜组连接有直线电机。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明将激光照明系统、激光致盲/干扰系统集成于一套光学系统内，通过控制光源的参数以及分光系统闭合，来选择光学系统的工作模式；共用一套光源、供电设备、散热系统等，在增加激光致盲/干扰功能的同时不增加系统整体重量，进一步减轻了飞行器的负荷，保证了飞行器的机动性能和战斗性能。

本发明将阵列式光源放置于同一位置，同透镜阵列一起组成光源模块；由于多个光源放置位置接近，因此可共用一套散热系统，极大降低了散热系统的体积与功耗；利用光纤对照明光束的传导效应，使用多束光纤，实现对光源光束的传导；其中，光源与光纤之间通过透镜阵列连接，从而保证光源所产生的光入射至光纤之内，利用光纤的柔性大大简化飞行器照明系统结构。

本发明利用光纤对照明光线的传导效应，将航空照明系统所有光源集成于同一特定位置，实现光源的集成化；后利用光纤对照明光束的集中效应，利用多束光纤，实现对光源光束的传导，通过相应的集束与分束，实现通过光纤传导集成照明。

本发明将传统的、体积庞大的、需极强的散热装置的灯具转换为体积极小的、可柔性移动的光纤，从而实现照明系统简约与集成化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为集照明、干扰与致盲于一体的激光系统的结构示意图；

图2为透镜阵列耦合阵列式光源、光纤原理示意图；

图3为武器模块的结构示意图；

图4为分光系统原理图；

图中，1为光源模块，2为分光系统，3为照明模块，4为武器模块，5为光纤，6为光纤耦合器，11为阵列式光源，12为透镜阵列，13为散热系统，21为光纤反射架，22为光纤反射架电机，23为反射架第一位置，24为反射架第二位置，25为第一光路，26为第二光路，31为反光罩，32为光学透镜，40为动态聚焦透镜模组，41为第一透镜组，42为第二透镜组，43为凸透镜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-4所示，本实施例提供一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，包括依次设置的光源模块1、分光系统2、照明模块3和武器模块4，光源模块1通过光纤5与分光系统2连接，分光系统2通过光纤5与照明模块3以及武器模块4连接；分光系统2用于控制光束进入照明模块3或武器模块4，照明模块3用于进行照明，武器模块4用于进行激光致盲或激光干扰。

在本实施例中，光源模块1包括散热系统13、阵列式光源11和透镜阵列12，透镜阵列12位于阵列式光源11发光的一侧，透镜阵列12远离阵列式光源11的一侧通过光纤5与分光系统2连接；散热系统13用于为阵列式光源11进行散热。

在本实施例中，阵列式光源11包括多个激光灯头，多个激光灯头呈阵列式设置，并放置于同一位置；由于多个光源放置位置接近，因此可共用一套散热系统13，极大降低了散热系统13的体积与功耗，其中散热系统13采用现有的散热机构即可，如散热风扇等。

在本实施例中，透镜阵列12包括多个透镜，多个透镜呈阵列式分布；具体地，透镜阵列12由一系列微小透镜组成，如微小自由曲面透镜、微小非球面透镜等；透镜的数量与激光灯头的数量相同，每个激光灯头的发光侧均设置有一个透镜，每个透镜均通过一根光纤5与分光系统2连接。

本实施例中利用光纤5对照明光束的传导效应，使用多束光纤5，实现对光源光束的传导。其中，光源与光纤5之间通过透镜阵列12连接，从而保证光源所产生的光入射至光纤5之内。光源与光纤5之间通过透镜阵列12连接的原理为利用光学透镜耦合，即利用光学透镜对光线有汇聚作用，从而把光源发出的光束进行单方向汇聚，从而使光线得以压缩，进而入射至光纤5内部，实现光源与光纤5的耦合；而对于阵列式光源11，将阵列式光源11的每个灯头同透镜阵列12的每一个透镜一一对应，从而实现每根光纤5对应阵列式光源11的每个灯头，实现阵列式光源11光线的传导。

在本实施例中，光源模块1与分光系统2之间的光纤5上靠近分光系统2的一端设置有光纤耦合器6。

在本实施例中，分光系统2包括光纤反射架21，光纤反射架21上设置有反射镜，用于反射光线；光纤反射架21连接有驱动装置，驱动装置为电机，驱动装置用于驱动光纤反射架21前后移动，以靠近或远离光纤耦合器6；分光系统2通过第一光路25与照明模块3连接，通过第二光路26与武器模块4连接。

光线经过光纤5及光纤耦合器6，入射至光纤反射架21，控制光纤反射架电机22来移动光纤反射架21，使光纤反射架21位于反射架第一位置23，从而使激光被反射至第一光路25；第一光路25连接照明模块3，从而实现激光照明功能。控制光纤反射架电机22来移动光纤反射架21，使光纤反射架21位于反射架第二位置24，从而使激光被反射至第二光路26；第二光路26连接武器模块4，从而实现激光致盲、干扰功能；本实施例中通过分光系统2，实现了激光照明、激光致盲/激光干扰功能的转变。

在本实施例中，照明模块3包括反光罩31和光学透镜32，反光罩31的前端设置有开口，用于使光纤5通入，光学透镜32设置于反光罩31内，并靠近光纤5设置。其中，光学透镜32要保证激光输出满足所需照明、干扰、致盲效果，其采用自由曲面透镜、非球面透镜、球面透镜等，根据所需要的照明光形进行设计，反光罩31根据机身形状设计需求进行系统化设计。

在本实施例中，反光罩31和光学透镜32设置有多组，每个反光罩31的前端均通过一根光纤5与分光系统2连接。

在本实施例中，武器模块4包括动态聚焦透镜模组40，动态聚焦透镜模组40包括依次设置的第一透镜组41、第二透镜组42和凸透镜43，第二透镜组42连接有直线电机。

本实施例中武器模块4可实现激光致盲/干扰等功能；其中，第一透镜组41作用为将从光纤5耦合出的光整形为平行光，实现对光纤所出激光进行扩束和整形，其采用自由曲面透镜、凹透镜或多个镜片组合；第二透镜组42为动态透镜组，可在直线电机等带动下进行高精度、高响应速度运动，第二透镜组42实现对扩束和整形后激光进行光束发散角的动态调控，其采用凸透镜、自由曲面透镜或多个镜片组合等；第二透镜组42同凸透镜43配合，从而保证激光焦点位置的动态改变。在激光攻击过程中，可通过调节动态透镜组的位置，实现激光焦点位置的改变，从而保证激光焦点始终位于待攻击目标表面，提高激光致盲/干扰攻击效果。

本发明提出集照明、干扰与致盲于一体的激光系统理念，极大的减小了照明模块体积；此外，将激光照明系统、激光致盲/干扰系统集成于一套光学系统内，通过控制光源的参数以及分光系统闭合，来选择光学系统的工作模式；共用一套光源、供电设备、散热系统等，进一步减轻了飞行器的负荷，保证了飞行器的机动性能和战斗性能。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：包括光源模块、分光系统、照明模块和武器模块，所述光源模块通过光纤与所述分光系统连接，所述分光系统通过光纤与所述照明模块以及所述武器模块连接；所述分光系统用于控制光束进入所述照明模块或武器模块，所述照明模块用于进行照明，所述武器模块用于进行激光致盲或激光干扰。

2.根据权利要求1所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述光源模块包括散热系统、阵列式光源和透镜阵列，所述透镜阵列位于所述阵列式光源发光的一侧，所述透镜阵列远离所述阵列式光源的一侧通过所述光纤与所述分光系统连接；所述散热系统用于为所述阵列式光源进行散热。

3.根据权利要求2所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述阵列式光源包括多个激光灯头，多个所述激光灯头呈阵列式设置。

4.根据权利要求3所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述透镜阵列包括多个透镜，多个所述透镜呈阵列式分布；所述透镜的数量与所述激光灯头的数量相同，每个所述激光灯头的发光侧均设置有一个所述透镜。

5.根据权利要求1所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述光源模块与所述分光系统之间的所述光纤上靠近所述分光系统的一端设置有光纤耦合器。

6.根据权利要求5所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述分光系统包括光纤反射架，所述光纤反射架连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述光纤反射架前后移动，以靠近或远离所述光纤耦合器；所述分光系统通过第一光路与所述照明模块连接，通过第二光路与所述武器模块连接。

7.根据权利要求6所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述驱动装置为电机。

8.根据权利要求1所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述照明模块包括反光罩和光学透镜，所述反光罩的前端设置有开口，用于使所述光纤通入，所述光学透镜设置于所述反光罩内，并靠近所述光纤设置。

9.根据权利要求8所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述反光罩和所述光学透镜设置有多组，每个所述反光罩的前端均通过一根光纤与所述分光系统连接。

10.根据权利要求1所述的集照明、干扰与致盲于一体的激光系统，其特征在于：所述武器模块包括动态聚焦透镜模组，所述动态聚焦透镜模组包括依次设置的第一透镜组、第二透镜组和凸透镜，所述第二透镜组连接有直线电机。

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