CN216792599U - 一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，属于激光技术领域，包括激光器、光梯分束器、旋转散射片、传能光纤波导、变焦透镜组、观瞄测距模块、云台和控制模块；激光器输出高相干性激光，经光梯分束器获得数束相干性较低的激光，然后经旋转散射片降低光束间的相干性得到低相干性的激光束，低相干性的激光束导入传能光纤波导，传能光纤波导为多边形芯径传能光纤波导，由所述多边形芯径传能光纤波导进行整形、匀化后，在波导出口处获得高度均匀的光斑；利用变焦透镜组将整形、匀化后的光斑成像投影至不同目标距离处。本实用新型在大气湍流、衍射、散射效应存在的情况下，获得不同目标距离下的高均匀性远场目标光斑。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光技术领域，更为具体的，涉及一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统。
背景技术
常见的激光眩目系统，一般通过调整激光束的发散角，实现对进入人眼的光斑能量密度的控制，但该方法无法保证远场光斑能量的均匀性；激光束传输过程中由于大气湍流、衍射、散射效应的存在，使得目标光斑产生条纹、散斑等，大幅降低了目标处光斑的均匀性，常见的激光眩目系统均未对该现象提出有效的解决措施。因此，常见的激光眩目系统远场光斑均匀性均较差，进而导致出现眩目系统的安全性、可靠性较差等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，在大气湍流、衍射、散射效应存在的情况下，获得不同目标距离下的高均匀性远场目标光斑。
本实用新型的目的是通过以下方案实现的：
一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，包括激光器、光梯分束器、旋转散射片、传能光纤波导、变焦透镜组、观瞄测距模块、云台和控制模块；激光器输出高相干性激光，经光梯分束器获得数束相干性较低的激光，该数束相干性较低的激光传输经旋转散射片进一步降低光束间的相干性得到低相干性的激光束，低相干性的激光束导入传能光纤波导，传能光纤波导为多边形芯径传能光纤波导，由所述多边形芯径传能光纤波导进行整形、匀化后，在波导出口处获得高度均匀的光斑；利用变焦透镜组将整形、匀化后的光斑成像投影至不同目标距离处，从而获得不同目标距离下的高均匀性的远场致眩光斑。
进一步地，包括观瞄测距模块、云台和控制模块，所述观瞄测距模块用于识别目标和目标的距离信息，其数据输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的第一控制输出端与云台连接，用于驱动云台跟踪目标，控制模块的第二控制输出端与变焦透镜组连接，并驱动变焦透镜组将均匀光斑成像到不同距离的目标处；控制模块的第三控制输出端与激光器连接，用于根据目标信息和大气情况控制激光输出功率。
进一步地，所述激光器包括532nm绿光脉冲激光器。
进一步地，所述控制模块驱动云台搭载观瞄测距模块在水平角度0°～360°、俯仰角度-45°～+45°范围内运动以探测目标。
进一步地于，所述观瞄测距模块内置有变焦镜头组。
进一步地，所述变焦透镜组的变焦比为40倍。
本实用新型的有益效果包括：
本实用新型实现了一种激光远场光斑高均匀性的激光眩目系统，在大气湍流、衍射、散射效应存在的情况下，可以获得不同目标距离下的高均匀性远场目标光斑。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图中，1-激光器，2-光梯分束器，3-旋转散射片，4-传能光纤波导，5-变焦透镜组，6-观瞄测距模块，7-云台，8-控制模块。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
下面根据附图1，对本实用新型的技术构思、解决的技术问题、工作原理、工作过程和有益效果作进一步详细、充分地说明。
如图1所示，一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统。
本实用新型的设计思想是这样的：本实用新型的目的在于提供一种可实现激光远场光斑高均匀性的激光眩目系统的技术方案，在大气湍流、衍射、散射效应存在的情况下，获得不同目标距离下的高均匀性远场目标光斑。
为了实现上述目的，本实用新型在具体实施方案中，采取激光模块+观瞄测距模块+控制模块+云台的技术解决方案。其中，激光模块采用532nm绿光激光光源+光梯分束+旋转散射片+匀化波导+变焦透镜组成像的技术方案。
532nm激光器输出的高相干性绿光激光，经光梯分束器2，获得数束相干性较低的激光；该数束激光传输经旋转散射片3后，进一步降低光束间的相干性；将低相干性的激光束导入传能光纤波导4，利用波导的整形、匀化功能，从而在波导出口处获得高度均匀的光斑；然后利用可变焦的成像变焦透镜组5，将高度匀化的光斑成像投影至不同目标距离处，从而获得不同目标距离下的高均匀性的远场致眩光斑。其中，观瞄测距模块6用于识别目标和目标的距离信息，控制模块8用于驱动云台跟踪目标，根据目标信息和大气情况控制激光输出功率，并驱动变焦透镜组5，将均匀光斑成像到不同距离的目标处。
图1示出了本实用新型提供的系统方案，该系统包括激光器1、光梯分束器2、旋转散射片3、多边形芯径传能光纤4、变焦透镜组5、观瞄测距模块6、云台7和控制模块8。在具体实施过程中，激光器1可为脉冲绿光激光器。多边形芯径传能光纤4可为矩形芯径传能光纤。
在本实用新型的具体实施例中，提供的激光眩目系统实现了有效作用距离为25m～1000m并且能见度5km，激光光斑尺寸为10m×10m，目标处激光功率密度在mW/cm2量级，并且目标距离25m～1000m、能见度5km、光斑尺寸10m×10m。
在本实用新型的具体实施例中，利用脉冲绿光激光器发出波长为532±1nm激光，经光梯分束2、旋转散射片3、传能光纤波导4在波导出口处获得高度均匀的低相干光束，波导出口处光斑尺寸为1mm×1mm，后利用40倍大变焦比变焦透镜组5将波导出口的均匀光斑成像到不同距离，进而在大气能见度5km、目标距离25m～1000m范围内均可获得10m*10m的均匀光斑。
控制模块8驱动云台7搭载观瞄测距模块6在水平角度0°～360°、俯仰角度-45°～+45°范围内运动以探测目标，同时观瞄测距模块6利用内置的变焦镜头组(变焦范围：12.5mm～775mm，成像分辨率：1920×1080)对目标进行观瞄识别，进而获取目标的距离信息、云台7以±1°的定位精度精确跟踪目标。控制模块8根据目标信息，解算出脉冲绿光激光器所需的输出功率与变焦透镜组5(变焦比为40倍)中镜头所需的的位移量，进而控制模块8控制脉冲绿光激光器输出所需功率激光与驱动变焦透镜组5中镜头运动。
脉冲绿光激光器发出的波长为532±1nm激光，经光梯分束器2、旋转散射片3、传能光纤波导4在波导出口处获得高度均匀的低相干光束，波导出口处光斑尺寸为1mm×1mm、光斑均匀性≤0.01，后由变焦透镜组5将波导出口的均匀光斑成像到目标距离处(目标距离可变范围为25m～1000m)，进而在目标处获得尺寸10m*10m、均匀性≤0.01、功率密度mW/cm2量级的均匀致眩光斑。
实施例1
一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，包括激光器1、光梯分束器2、旋转散射片3、传能光纤波导4、变焦透镜组5、观瞄测距模块6、云台7和控制模块8；激光器1输出高相干性激光，经光梯分束器2获得数束相干性较低的激光，该数束相干性较低的激光传输经旋转散射片3后，进一步降低光束间的相干性得到低相干性的激光束，低相干性的激光束导入传能光纤波导4，传能光纤波导4为多边形芯径传能光纤波导，由所述多边形芯径传能光纤波导进行整形、匀化后，在波导出口处获得高度均匀的光斑；利用变焦透镜组5将整形、匀化后的光斑成像投影至不同目标距离处，从而获得不同目标距离下的高均匀性的远场致眩光斑。
实施例2
在实施例1的基础上，包括观瞄测距模块6、云台7和控制模块8，所述观瞄测距模块6用于识别目标和目标的距离信息，其数据输出端与控制模块8的输入端连接，控制模块8的第一控制输出端与云台7连接，用于驱动云台7跟踪目标，控制模块8的第二控制输出端与变焦透镜组5连接，并驱动变焦透镜组5将均匀光斑成像到不同距离的目标处；控制模块8的第三控制输出端与激光器1连接，用于根据目标信息和大气情况控制激光输出功率。
在实际应用时，可选的方案，所述激光器1包括532nm绿光脉冲激光器。
在实际应用时，可选的方案，所述控制模块8驱动云台7搭载观瞄测距模块6在水平角度0°～360°、俯仰角度-45°～+45°范围内运动以探测目标。
在实际应用时，可选的方案，所述观瞄测距模块6内置有变焦镜头组。
在实际应用时，可选的方案，所述变焦透镜组5的变焦比为40倍。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，其特征在于，包括激光器(1)、光梯分束器(2)、旋转散射片(3)、传能光纤波导(4)、变焦透镜组(5)、观瞄测距模块(6)、云台(7)和控制模块(8)；激光器(1)输出高相干性激光，经光梯分束器(2)获得数束相干性较低的激光，该数束相干性较低的激光传输经旋转散射片(3)进一步降低光束间的相干性得到低相干性的激光束，低相干性的激光束导入传能光纤波导(4)，传能光纤波导(4)为多边形芯径传能光纤波导，由所述多边形芯径传能光纤波导进行整形、匀化后，在波导出口处获得高度均匀的光斑；利用变焦透镜组(5)将整形、匀化后的光斑成像投影至不同目标距离处，从而获得不同目标距离下的高均匀性的远场致眩光斑。
2.根据权利要求1所述的实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，其特征在于，包括观瞄测距模块(6)、云台(7)和控制模块(8)，所述观瞄测距模块(6)用于识别目标和目标的距离信息，其数据输出端与控制模块(8)的输入端连接，控制模块(8)的第一控制输出端与云台(7)连接，用于驱动云台(7)跟踪目标，控制模块(8)的第二控制输出端与变焦透镜组(5)连接，并驱动变焦透镜组(5)将均匀光斑成像到不同距离的目标处；控制模块(8)的第三控制输出端与激光器(1)连接，用于根据目标信息和大气情况控制激光输出功率。
3.根据权利要求1所述的实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，其特征在于，所述激光器(1)包括532nm绿光脉冲激光器。
4.根据权利要求1所述的实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，其特征在于，所述控制模块(8)驱动云台(7)搭载观瞄测距模块(6)在水平角度0°～360°、俯仰角度-45°～+45°范围内运动以探测目标。
5.根据权利要求1所述的实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，其特征在于，所述观瞄测距模块(6)内置有变焦镜头组。
6.根据权利要求1所述的实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统，其特征在于，所述变焦透镜组(5)的变焦比为40倍。
Priority Applications (1)
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| CN202123196091.5U CN216792599U (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统 |
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| CN (1) | CN216792599U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114114704A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-01 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种实现激光高均匀性远场光斑的自调焦激光眩目系统 |
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2021
- 2021-12-17 CN CN202123196091.5U patent/CN216792599U/zh active Active
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