CN212302114U - 一种紧凑型远程目标激光指示器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧凑型远程目标激光指示器结构，该结构包括光源组件，所述光源组件包括830nm±3nm波长的激光二极管；光学准直组件，所述光学准直组件用于将所述光源组件发射的激光进行压缩，得到束散角小于0.5mrad的准直光。本申请提供的紧凑型远程目标激光指示器结构，结构简单合理，安装使用方便。激光经过光学准直组件的压缩后，可满足800nm～860nm波段范围红外探测器在10km量级的远程目标的探测使用要求。整机集成了光机电各个组件，结构紧凑，可灵活安装在红外探测系统中。

Description

一种紧凑型远程目标激光指示器结构

技术领域

本实用新型涉及激光技术应用技术领域，特别是涉及一种用于光电侦察和红外成像领域的紧凑型远程目标激光指示器结构。

背景技术

在红外探测系统中，在对目标进行红外成像时，需控制转台对目标精确定位，而精确定位要借助于对目标进行主动激光照明，且激光束散角必须足够小，这通常就是采用激光指示器。

激光指示器的激光波长通常是采用人眼可见的532nm绿光，或者近红外1064nm激光，各自激光束散角通过光学准直组件都可以得到压缩满足使用要求。但在某些需要隐蔽探测的使用环境中，532nm可见激光显然不适用，而 1064nm对某些特定波长响应范围的红外探测器也不适用，比如为了提高探测灵敏度，某种型号红外探测器的波段只在800nm～860nm范围内，此时1064nm 激光探测灵敏度就很低或者不能探测，就无法起到对目标进行激光指示的作用。而常规的DPSSL全固态激光器实现该波段的激光输出不常见，理论上存在该波段发射峰的掺杂离子，可输出该波段内的某个波长的激光，但效率也极低，成本也增加很多。因此，为了满足800nm～900nm范围的红外探测器需求，激光光源通常需要采用激光二极管(LD)，但由于LD在快轴和慢轴方向上束散角差别大(典型至快轴40°，慢轴10°)，要将两个方向的束散角压缩到mrad 量级，难度大，且对工艺要求极高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种紧凑型远程目标激光指示器结构。

本实用新型提供了如下方案：

一种紧凑型远程目标激光指示器结构，包括：

光源组件，所述光源组件包括830nm±3nm波长的激光二极管；

光学准直组件，所述光学准直组件用于将所述光源组件发射的激光进行压缩，得到束散角小于0.5mrad的准直光。

优选地：所述光源组件包括由多个所述激光二极管构成的激光二极管阵列，所述光学准直组件包括光纤以及非球面镜；所述光纤用于将所述激光二极管阵列发射的激光进行耦合形成均匀的光斑，所述非球面镜用于将所述光斑进行束散角压缩，以便得到束散角小于0.5mrad的准直光。

优选地：所述非球面镜具有适用于将所述光斑的束散角压缩至小于 0.5mrad的焦距以及口径。

优选地：所述光学准直组件包括可压缩束散角的柱透镜以及不可压缩束散角的柱透镜，所述可压缩束散角的柱透镜以及所述不可压缩束散角的柱透镜分别用于对单个所述激光二极管发射的激光进行快轴方向压缩及慢轴方向压缩，以便得到束散角小于0.5mrad的准直光。

优选地：所述激光二极管的垂直方向为快轴方向，水平方向为慢轴方向；所述可压缩束散角的柱透镜以及不可压缩束散角的柱透镜各自的曲面与所述激光二极管的快轴及慢轴的方向相匹配。

优选地：所述光源组件包括两个所述激光二极管，每个所述激光二极管配置有一组所述可压缩束散角的柱透镜以及所述不可压缩束散角的柱透镜。

优选地：所述光源组件还包括电控电路模块，所述电控电路模块用于给激光二极管供电、触发控制电流及开关。

优选地：所述光源组件还包括散热模块，所述散热模块用于对所述激光二极管进行集中温控。

优选地：所述散热模块包括散热器、半导体制冷器以及温度传感器。

优选地：所述光源组件、所述电控模块、所述散热模块以及所述光学准直组件封住于同一壳体内。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种紧凑型远程目标激光指示器结构，在一种实现方式下，该结构可以包括光源组件，所述光源组件包括830nm±3nm波长的激光二极管；光学准直组件，所述光学准直组件用于将所述光源组件发射的激光进行压缩，得到束散角小于0.5mrad的准直光。本申请提供的紧凑型远程目标激光指示器结构，结构简单合理，安装使用方便。激光经过光学准直组件的压缩后，可满足800nm～860nm波段范围红外探测器在10km量级的远程目标的探测使用要求。整机集成了光机电各个组件，结构紧凑，可灵活安装在红外探测系统中。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种紧凑型远程目标激光指示器结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种光学准直组件的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的可压缩束散角的柱透镜放置位置示意图；

图4是本实用新型实施例提供的不可压缩束散角的柱透镜放置位置示意图。

图中：光源组件1、光学准直组件2、激光二极管阵列3、光纤4、非球面镜5、可压缩束散角的柱透镜6、不可压缩束散角的柱透镜7、电控电路模块8、散热模块9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4，为本实用新型实施例提供的一种紧凑型远程目标激光指示器结构，如图1所示，该结构包括光源组件1，所述光源组件1 包括830nm±3nm的激光二极管；

光学准直组件2，所述光学准直组件2用于将所述光源组件发射1的激光进行压缩，得到束散角小于0.5mrad的准直光。

进一步的，所述光源组件1还包括电控电路模块8，所述电控电路模块8 用于给激光二极管供电、触发控制电流及开关。所述光源组件1还包括散热模块9，所述散热模块9用于对所述激光二极管进行集中温控。所述散热模块包括散热器、半导体制冷器以及温度传感器。所述光源组件、所述电控模块、所述散热模块以及所述光学准直组件封住于同一壳体内。该装置可以采用壳体实现整体封装，整机集成了光学镜头、激光器、电控和散热器，结构紧凑。可灵活安装在红外探测系统中。

本申请提供的结构，激光器采用830nm波长的激光二极管(LD)，经过光学准直组件后快轴和慢轴激光束散角小，均小于0.5mrad，可用于对10km目标进行激光指示。激光器采用830nm±3nm的LD，该波长的LD单管目前较为成熟的产品功率为2W，本申请中采用多个LD单管进行合束，确保在传输至 10km后，激光功率密度仍在红外探测器探测灵敏度以内。光学准直组件设计合适的口径和焦距，控制整机长度，且保证束散角压缩至0.5mrad以内。

对于光学准直组件，本申请可以提供两种实现方式。

一种是如图2所示，所述光源组件包括由多个所述激光二极管构成的激光二极管阵列3，所述光学准直组件2包括光纤4以及非球面镜5；所述光纤4 用于将所述激光二极管阵列3发射的激光进行耦合形成均匀的光斑，所述非球面镜5用于将所述光斑进行束散角压缩，以便得到束散角小于0.5mrad的准直光。具体的，所述非球面镜具有适用于将所述光斑的束散角压缩至小于 0.5mrad的焦距以及口径。可以采用现有技术中的计算方法，设计制作合适口径及焦距的非球面镜。在实际应用中，光学准直组件采用光纤耦合+非球面镜方式，可以采用三个2w的LD单管形成激光二极管阵列，所有激光管二极管发射的激光经过光纤耦合后形成均匀的光斑，再经过非球面镜再次压缩发散角，采用适配焦距、口径的非球面镜，即可实现0.5mrad束散角的准直光输出。

另一种是如图3、图4所示，所述光学准直组件2包括可压缩束散角的柱透镜6以及不可压缩束散角的柱透镜7，所述可压缩束散角的柱透镜6以及所述不可压缩束散角的柱透镜7分别用于对单个所述激光二极管发射的激光进行快轴方向压缩及慢轴方向压缩，以便得到束散角小于0.5mrad的准直光。具体的，所述激光二极管的垂直方向为快轴方向，水平方向为慢轴方向；所述可压缩束散角的柱透镜以及不可压缩束散角的柱透镜各自的曲面与所述激光二极管的快轴及慢轴的方向相匹配。为了保证激光的发射强度，所述光源组件包括两个所述激光二极管，每个所述激光二极管配置有一组所述可压缩束散角的柱透镜以及所述不可压缩束散角的柱透镜。该方式在具体应用时，可以根据需要将可压缩束散角的柱透镜6以及不可压缩束散角的柱透镜7依次排列，激光经过两个柱透镜后即可被压缩得到束散角小于0.5mrad的准直光。两个柱透镜的前后顺序可以根据需要任意调整。光学准直组件采用柱透镜方式，分别对快轴和慢轴方向的激光束散角进行单独压缩，可实现两个方向束散角0.5mrad。该方式在装调工艺上要求高，需要严格装调，借助于CCD和平行光管在装调过程中实时观察光斑变化情况，可确保调试完好，需要注意的是，柱透镜的摆放位置与柱透镜的准线的关系。采用柱透镜准直方法，在实际应用中可以采用2 个LD单管作为光源。对每个单管分别进行准直，先进行快轴方向的压缩，之后是慢轴，可从结构设计上保证LD的放置位置，将LD水平方向为定为慢轴方向，垂直方向为快轴方向，柱面透镜的曲面与LD快轴或慢轴的方向则相应匹配，可达到压缩束散角的作用，实现0.5mrad激光输出。

总之，本申请提供的紧凑型远程目标激光指示器结构，结构简单合理，安装使用方便。激光经过光学准直组件的压缩后，可满足800nm～860nm波段范围红外探测器在10km量级的远程目标的探测使用要求。整机集成了光机电各个组件，结构紧凑，可灵活安装在红外探测系统中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，包括：

光源组件，所述光源组件包括830nm±3nm波长的激光二极管；

光学准直组件，所述光学准直组件用于将所述光源组件发射的激光进行压缩，得到束散角小于0.5mrad的准直光。

2.根据权利要求1所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述光源组件包括由多个所述激光二极管构成的激光二极管阵列，所述光学准直组件包括光纤以及非球面镜；所述光纤用于将所述激光二极管阵列发射的激光进行耦合形成均匀的光斑，所述非球面镜用于将所述光斑进行束散角压缩，以便得到束散角小于0.5mrad的准直光。

3.根据权利要求2所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述非球面镜具有适用于将所述光斑的束散角压缩至小于0.5mrad的焦距以及口径。

4.根据权利要求1所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述光学准直组件包括可压缩束散角的柱透镜以及不可压缩束散角的柱透镜，所述可压缩束散角的柱透镜以及所述不可压缩束散角的柱透镜分别用于对单个所述激光二极管发射的激光进行快轴方向压缩及慢轴方向压缩，以便得到束散角小于0.5mrad的准直光。

5.根据权利要求4所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述激光二极管的垂直方向为快轴方向，水平方向为慢轴方向；所述可压缩束散角的柱透镜以及不可压缩束散角的柱透镜各自的曲面与所述激光二极管的快轴及慢轴的方向相匹配。

6.根据权利要求5所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述光源组件包括两个所述激光二极管，每个所述激光二极管配置有一组所述可压缩束散角的柱透镜以及所述不可压缩束散角的柱透镜。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述光源组件还包括电控电路模块，所述电控电路模块用于给激光二极管供电、触发控制电流及开关。

8.根据权利要求7所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述光源组件还包括散热模块，所述散热模块用于对所述激光二极管进行集中温控。

9.根据权利要求8所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述散热模块包括散热器、半导体制冷器以及温度传感器。

10.根据权利要求9所述的紧凑型远程目标激光指示器结构，其特征在于，所述光源组件、所述电控电路模块、所述散热模块以及所述光学准直组件封住于同一壳体内。

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