CN116560058A - 一种非目标光抑制装置、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学系统技术领域，特别涉及一种非目标光抑制装置、方法及系统。本发明实施例提供了一种非目标光抑制装置，包括视场镜头、第一会聚镜组和第一光阑；所述视场镜头用于将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光，所述第一会聚镜组用于对所述汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像，目标光在所述第一成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第一光阑设置在所述第一成像位置，所述第一光阑设置有第一狭缝，所述第一狭缝的形状和尺寸与所述目标光在所述第一成像位置成的像的形状和尺寸相同，所述第一狭缝用于通过所述目标光、过滤非目标光。本发明实施例提供了一种增加信噪比的非目标光抑制装置、方法及系统。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统技术领域，特别涉及一种非目标光抑制装置、方法及系统。
背景技术
光学探测技术可以应用于飞行器模型的飞行探测。
相关技术中，在探测飞行器时，首先利用激光发射装置发射出片光形成光幕，然后控制飞行器模型穿过光幕，当飞行器模型穿过光幕时，因模型遮挡导致光通量发生变化。在飞行器模型的飞行方向上沿途设置接收装置，接收装置通过会聚镜头将光束传输至探测器靶面内，通过光强的变化转化为电信号，分析电信号以完成飞行器模型的飞行数据采集工作。但是，随着飞行器模型尺度和飞行速度的增加，飞行器模型飞行的过程中会产生自发光现象，自发光产生的光（非目标光）为干扰信号，其射入接收装置时会降低采集的数据的信噪比。
因此，针对上述问题，急需一种能够增加信噪比的非目标光抑制装置、方法及系统。
发明内容
本发明实施例提供了一种非目标光抑制装置、方法及系统，能够提供一种增加信噪比的非目标光抑制装置、方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种非目标光抑制装置，包括视场镜头、第一会聚镜组和第一光阑；
所述视场镜头用于将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光，所述第一会聚镜组用于对所述汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像，目标光在所述第一成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第一光阑设置在所述第一成像位置，所述第一光阑设置有第一狭缝，所述第一狭缝的形状和尺寸与所述目标光在所述第一成像位置成的像的形状和尺寸相同，所述第一狭缝用于通过所述目标光、过滤非目标光。
在一种可能的设计中，还包括第二会聚镜组和第二光阑；
所述第二会聚镜组用于对通过所述第一光阑的光进行成像处理以在第二成像位置成像，所述目标光在所述第二成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第二光阑设置在所述第二成像位置，所述第二光阑设置有第二狭缝，所述第二狭缝的形状和尺寸和所述第一狭缝的形状和尺寸相同。
在一种可能的设计中，所述第一会聚镜组朝向入射光的方向设置有滤光片，所述滤光片用于将所述目标光频率以外的光过滤。
在一种可能的设计中，所述第一会聚镜组和/或所述第二会聚镜组镀有增透膜，所述增透膜用于增加所述目标光的透过率。
在一种可能的设计中，所述目标光为激光发射装置发射的片光，所述非目标光为干扰光源自发光形成的点光。
第二方面，本发明实施例还提供了一种非目标光抑制方法，基于上述中任一非目标光抑制装置，所述方法包括：
利用所述视场镜头将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光；
利用所述第一会聚镜组对所述汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像；其中，目标光在所述第一成像位置形成的像和所述目标光共轭；
利用所述第一光阑设置的所述第一狭缝通过目标光、过滤非目标光；其中，所述第一光阑设置在所述第一成像位置，所述第一狭缝的形状和尺寸与所述目标光在所述第一成像位置成的像的形状和尺寸相同。
在一种可能的设计中，所述非目标光抑制装置还包括第二会聚镜组和第二光阑；
所述第二会聚镜组用于对通过所述第一光阑的光进行成像处理以在第二成像位置成像，所述目标光在所述第二成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第二光阑设置在所述第二成像位置，所述第二光阑设置有第二狭缝，所述第二狭缝的形状和尺寸和所述第一狭缝的形状和尺寸相同；
所述方法还包括：
利用所述第二光阑设置的所述第二狭缝通过目标光、过滤非目标光。
在一种可能的设计中，所述第一会聚镜组朝向入射光的方向设置有滤光片，所述滤光片用于将所述目标光频率以外的光过滤。
在一种可能的设计中，所述第一会聚镜组和/或所述第二会聚镜组镀有增透膜，所述增透膜用于增加所述目标光的透过率。
第三方面，本发明实施例还提供了一种非目标光抑制系统，基于上述中任一非目标光抑制装置，包括激光发射装置、所述非目标光抑制装置和光电探测装置；
所述激光发射装置用于发射片光，所述非目标光抑制装置用于接收片光并过滤非目标光，所述光电探测装置用于将经过所述非目标光抑制装置过滤后的光信号转变为电信号。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
视场镜头将视场范围内的所有光汇聚，形成汇聚光，汇聚光通过第一会聚镜组，在第一成像位置成像。其中，目标光在第一成像位置形成的像与目标光共轭，也就是说，目标光在第一成像位置形成的像与目标光的形状相似。第一成像位置上设置有第一光阑，第一光阑上设置有第一狭缝，第一狭缝的形状和尺寸与目标光在第一位置的像的形状尺寸相同，如此设置，目标光形成的像能够全部穿过第一光阑，不会有信号上的损失。但是，非目标光在第一位置上的成像的形状和尺寸均与第一狭缝不同，因此，当非目标光成的像较大时，非目标光的大部分光无法穿过第一光阑，仅有一小部分通过；当非目标光成的像较小时，其可以穿过第一光阑。无论是非目标光仅有一小部分穿过光阑时，还是非目标光成像较小使其全部穿过第一光阑，穿过第一光阑的非目标光干扰能力均较弱，最终，大部分干扰被第一光阑过滤，进而实现提升信噪比的功能。
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，下面描述中的附图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是本发明实施例提供的一种自发光抑制装置的结构示意图。
图中：1.视场镜头，2.第一会聚镜组，3.第一光阑，4.第二会聚镜组，5.第二光阑，6.滤光片，7.光电探测装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
如图1所示，本发明实施例提供了一种非目标光抑制装置，包括视场镜头1、第一会聚镜组2和第一光阑3；
视场镜头1用于将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光，第一会聚镜组2用于对汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像，目标光在第一成像位置形成的像和目标光共轭，第一光阑3设置在第一成像位置，第一光阑3设置有第一狭缝，第一狭缝的形状和尺寸与目标光在第一成像位置成的像的形状和尺寸相同，第一狭缝用于通过目标光、过滤非目标光。
视场镜头1将视场范围内的所有光汇聚，形成汇聚光，汇聚光通过第一会聚镜组2，在第一成像位置成像。其中，目标光在第一成像位置形成的像与目标光共轭，也就是说，目标光在第一成像位置形成的像与目标光的形状相似。第一成像位置上设置有第一光阑3，第一光阑3上设置有第一狭缝，第一狭缝的形状和尺寸与目标光在第一位置的像的形状尺寸相同，如此设置，目标光形成的像能够全部穿过第一光阑3，不会有信号上的损失。但是，非目标光在第一位置上的成像的形状和尺寸均与第一狭缝不同，因此，当非目标光成的像较大时，非目标光的大部分光无法穿过第一光阑3，仅有一小部分通过；当非目标光成的像较小时，其可以穿过第一光阑3。无论是非目标光仅有一小部分穿过光阑时，还是非目标光成像较小使其全部穿过第一光阑3，穿过第一光阑3的非目标光干扰能力均较弱，最终，大部分干扰被第一光阑3过滤，进而实现提升信噪比的功能。
在本发明的一些实施例中，还包括第二会聚镜组4和第二光阑5；
第二会聚镜组4用于对通过第一光阑3的光进行成像处理以在第二成像位置成像，目标光在第二成像位置形成的像和目标光共轭，第二光阑5设置在第二成像位置，第二光阑5设置有第二狭缝，第二狭缝的形状和尺寸和第一狭缝的形状和尺寸相同。
在本实施例中，尽管第一光阑3能够过滤掉大部分的非目标光，但仍有一小部分的非目标光能够穿过第一光阑3。为了进一步提升信噪比，设置第二光阑5。在第一会聚镜组2后设置第二会聚镜组4，在第二成像位置形成二次共轭像，在第二成像位置设置第二光阑5，第二光阑5设置第二狭缝。完全穿过第一会聚镜组2的目标光通过第二会聚镜组4后在第二成像位置形成二次共轭像，其形状和大小与第一成像位置上成的像相同，因此，其能够穿过与第一狭缝尺寸形状相同的第二狭缝。而穿过第一狭缝的非目标光在第二会聚镜组4的作用下二次成像，由于其得到的像并不与第一成像位置成的像共轭，因此，在第二成像位置成的像会增大或缩小，若其增大，大部分会被第二光阑5阻挡过滤，进而减少了非目标光干扰；若其缩小，则即便其穿过第二光阑5，也会因为光的减弱而降低干扰。
可以理解的是，可以设置多个会聚镜组以及光阑来提高信噪比。
在本发明的一些实施例中，第一会聚镜组2朝向入射光的方向设置有滤光片6，滤光片6用于将目标光频率以外的光过滤。
在本实施例中，设置滤光片6能够过滤目标光频段以外的干扰光，进而提升了信噪比。
在本发明的一些实施例中，第一会聚镜组2和/或第二会聚镜组4镀有增透膜，增透膜用于增加目标光的透过率。
在本实施例中，可以在第一会聚镜组2和/或第二会聚镜组4设置能够增加目标光透过率的增透膜以减少目标光信号损失。
在本发明的一些实施例中，目标光为激光发射装置发射的片光，非目标光为干扰光源自发光形成的点光。
在本实施例中，形成光幕的片光和自发光形成的电光成像的形状明显不同，利用本申请提供的装置能够更容易地将非目标光的自发光过滤。
本发明实施例还提供了一种非目标光抑制方法，基于上述任一实施例中的非目标光抑制装置，方法包括：
利用视场镜头1将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光；
利用第一会聚镜组2对汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像；其中，目标光在第一成像位置形成的像和目标光共轭；
利用第一光阑3设置的第一狭缝通过目标光、过滤非目标光；其中，第一光阑3设置在第一成像位置，第一狭缝的形状和尺寸与目标光在第一成像位置成的像的形状和尺寸相同。
在本发明的一些实施例中，非目标光抑制装置还包括第二会聚镜组4和第二光阑5；
第二会聚镜组4用于对通过第一光阑3的光进行成像处理以在第二成像位置成像，目标光在第二成像位置形成的像和目标光共轭，第二光阑5设置在第二成像位置，第二光阑5设置有第二狭缝，第二狭缝的形状和尺寸和第一狭缝的形状和尺寸相同；
方法还包括：
利用第二光阑5设置的第二狭缝通过目标光、过滤非目标光。
在本发明的一些实施例中，第一会聚镜组2朝向入射光的方向设置有滤光片6，滤光片6用于将目标光频率以外的光过滤。
在本发明的一些实施例中，第一会聚镜组2和/或第二会聚镜组4镀有增透膜，增透膜用于增加目标光的透过率。
需要说明的是，本申请中的方法实施例与上述自发光抑制装置的实施例基于同一发明构思，因此，能够取得相同的技术效果，具体效果请参照上文自发光抑制装置实施例部分，不在此处赘述。
本发明实施例还提供了一种非目标光抑制系统，基于上述任一实施例中的非目标光抑制装置，包括激光发射装置、非目标光抑制装置和光电探测装置7；
激光发射装置用于发射片光，非目标光抑制装置用于接收片光并过滤非目标光，光电探测装置7用于将经过非目标光抑制装置过滤后的光信号转变为电信号。
在本实施例中，由于通过第二光阑5后的光束将再次发散，为了提高探测光束的利用率，可在第二光阑5后直接安装光电探测装置7。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种非目标光抑制装置，其特征在于，包括视场镜头（1）、第一会聚镜组（2）和第一光阑（3）；
所述视场镜头（1）用于将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光，所述第一会聚镜组（2）用于对所述汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像，目标光在所述第一成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第一光阑（3）设置在所述第一成像位置，所述第一光阑（3）设置有第一狭缝，所述第一狭缝的形状和尺寸与所述目标光在所述第一成像位置成的像的形状和尺寸相同，所述第一狭缝用于通过所述目标光、过滤非目标光。
2.根据权利要求1所述的非目标光抑制装置，其特征在于，还包括第二会聚镜组（4）和第二光阑（5）；
所述第二会聚镜组（4）用于对通过所述第一光阑（3）的光进行成像处理以在第二成像位置成像，所述目标光在所述第二成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第二光阑（5）设置在所述第二成像位置，所述第二光阑（5）设置有第二狭缝，所述第二狭缝的形状和尺寸和所述第一狭缝的形状和尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的非目标光抑制装置，其特征在于，所述第一会聚镜组（2）朝向入射光的方向设置有滤光片（6），所述滤光片（6）用于将所述目标光频率以外的光过滤。
4.根据权利要求2所述的非目标光抑制装置，其特征在于，所述第一会聚镜组（2）和/或所述第二会聚镜组（4）镀有增透膜，所述增透膜用于增加所述目标光的透过率。
5.根据权利要求1所述的非目标光抑制装置，其特征在于，所述目标光为激光发射装置发射的片光，所述非目标光为干扰光源自发光形成的点光。
6.一种非目标光抑制方法，其特征在于，基于权利要求1-5中任一项所述的非目标光抑制装置，所述方法包括：
利用所述视场镜头（1）将视场范围内的光汇聚以得到汇聚光；
利用所述第一会聚镜组（2）对所述汇聚光进行成像处理以在第一成像位置成像；其中，目标光在所述第一成像位置形成的像和所述目标光共轭；
利用所述第一光阑（3）设置的所述第一狭缝通过目标光、过滤非目标光；其中，所述第一光阑（3）设置在所述第一成像位置，所述第一狭缝的形状和尺寸与所述目标光在所述第一成像位置成的像的形状和尺寸相同。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述非目标光抑制装置还包括第二会聚镜组（4）和第二光阑（5）；
所述第二会聚镜组（4）用于对通过所述第一光阑（3）的光进行成像处理以在第二成像位置成像，所述目标光在所述第二成像位置形成的像和所述目标光共轭，所述第二光阑（5）设置在所述第二成像位置，所述第二光阑（5）设置有第二狭缝，所述第二狭缝的形状和尺寸和所述第一狭缝的形状和尺寸相同；
所述方法还包括：
利用所述第二光阑（5）设置的所述第二狭缝通过目标光、过滤非目标光。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一会聚镜组（2）朝向入射光的方向设置有滤光片（6），所述滤光片（6）用于将所述目标光频率以外的光过滤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一会聚镜组（2）和/或所述第二会聚镜组（4）镀有增透膜，所述增透膜用于增加所述目标光的透过率。
10.一种非目标光抑制系统，其特征在于，基于权利要求1-5中任一项所述的非目标光抑制装置，包括激光发射装置、所述非目标光抑制装置和光电探测装置（7）；
所述激光发射装置用于发射片光，所述非目标光抑制装置用于接收片光并过滤非目标光，所述光电探测装置（7）用于将经过所述非目标光抑制装置过滤后的光信号转变为电信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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