DE60306015T2

DE60306015T2 - Fensterblenden

Info

Publication number: DE60306015T2
Application number: DE60306015T
Authority: DE
Inventors: Timothy Winter Spring Alderson; William H. Clermont Barrow
Original assignee: Lockheed Corp; Lockheed Martin Corp
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: EP1355172B1; EP1355172A1; DE60306015D1; US20030197942A1; US6669347B2; ATE330237T1

Description

HINTERGRUND
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen auf eine Fensterablenkungseinrichtung gerichtet. Genauer ist die vorliegende Erfindung auf eine Fensterablenkungseinrichtung in einem aktiven Lasersystem gerichtet, die Energie etwa von sekundären Reflexionen absorbiert und streut, während sie einen minimalen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Systems hat.
HINTERGRUNDINFORMATIONEN
Segmentierte Fenster besitzen erwünschte aerodynamische Leistungscharakteristiken sowie geringe Möglichkeiten der Wahrnehmbarkeit. Um diese Merkmale zu erreichen, ist ein Fenster, wie etwa ein Fenster eines nach vorn gerichteten Infrarotradars (FLIR), im Allgemeinen nicht eben und nach vorn gerichtet, sondern weist mehrere Facetten oder Segmente auf. Wenigstens zwei Wirkungen haben jedoch die Verwendung von mehrfach segmentierten Fenstern beeinträchtigt.
Erstens beeinträchtigen die Ränder an der Grenzfläche jedes Segments in einem segmentierten Fenster die optische Leistungsfähigkeit. Die Wirkungen der Ränder können durch die Verwendung von kleinen Verbindungselementen sowie durch konstruktive Änderungen minimal gemacht werden, indem z. B. das Fenster so konstruiert wird, dass optische Eigenschaften, wie etwa das Snell'sche Brechungsgesetz, vorteilhaft ausgenutzt werden, um den Einfluss auf die optische Leistungsfähigkeit zu verringern.
Zweitens können die Wirkungen von sekundären Reflexionen von einer Fläche zur anderen erheblich sein. Es hat sich z. B. gezeigt, dass in Systemen mit aktiven Laserelementen die Verwendung einer Konstruktion mit segmentiertem Fenster Streuenergieverluste bewirkt, die die Forderung des Augenschutzes für diesen Laser übersteigen. Sekundäre Reflexionen von einer Laserquelle können selbst bei einer Antireflexionsbeschichtung (AR-Beschichtung) sehr leistungsstark sein.
Es sind Versuche unternommen worden, die sekundären Reflexionen in derartigen Systemen zu dämpfen. Das US-Patent Nr. 6.042.650 offenbart z. B. ein Ablen kungssystem, um Strahlung von einer Laserquelle infolge von Reflexionen und Streuung zu blockieren. Das US-Patent Nr. 4.452.963 offenbart in ähnlicher Weise die Verwendung von Ablenkungseinrichtungen, um Streustrahlung von den Reflexionen an der Seite eines Teleskops zu verhindern.
Frühere Ablenkungssysteme besaßen den Nachteil, dass sie das verfügbare Gesichtsfeld (FOV) des optischen Systems, in dem sie verwendet wurden, nachteilig beeinflussten. Dies tritt z. B. dann auf, wenn das Fenster physikalisch blockiert ist, um zu verhindern, dass eine Streustrahlung aus dem System austritt. Konstruktionen von früheren Fensterablenkungseinrichtungen haben versucht, die geforderte Notwendigkeit von verringerten internen Reflexionen in einem System mit der Notwendigkeit zum Maximieren des FOV auszugleichen. Dieser Ausgleich hatte im Allgemeinen wenigstens eine bestimmte Verringerung des FOV zur Folge.
Es ist deswegen erwünscht, interne Reflexionen in einem optischen System zu verringern, wobei das maximale FOV des optischen Systems beibehalten wird.
US-5.093.837 A offenbart eine Ablenkungseinrichtung, die Lichtemissionen dämpft, die unter einem Winkel zur Achse auftreten. Ein Streuschutz dämpft die unter einem Winkel austretende Beleuchtung, die von einem Lichtstrahlprojektor austritt. Der Streuschutz umfasst ein lang gestrecktes Gehäuse, das gewöhnlich zylindrisch ist und in dem wenigstens zwei Ablenkungseinrichtungen angebracht sind. Die Abmessungen des Streuschutzes sind so gewählt, dass sichergestellt ist, dass die unter einem Winkel austretende Beleuchtung, die einen im Voraus gewählten Divergenzwinkel übersteigt, in dem Schutz wenigstens dreimal intern reflektiert wird.
US-3.944.322 A offenbart eine holographische Anordnung, die mit Lichtfiltermitteln versehen ist, um lediglich jene Lichtstrahlen zu dem Hologramm durchzulassen, die auf das Hologramm bei vorgeschriebenen Winkeln auftreffen, die für eine wesentliche Beugung erforderlich sind, während gleichzeitig ein derartiger Betrieb erfolgt, um das Durchlassen von anderen Lichtstrahlen zu dem Hologramm auszuschließen, die andernfalls auf dem Hologramm unter Winkeln auftreffen würden, die außerhalb des vorgeschriebenen Winkelbereichs liegen, die für eine wesentliche Beugung durch das Hologramm erforderlich sind. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, dass Hintergrundlicht, das andernfalls durch ein Hologramm durchgelassen werden würde und dadurch die Qualität eines stereoskopischen Bildes, das aus dem Hologramm rekonstruiert wird, verschlechtert, den Betrachtungsbereich überhaupt erreicht.
JP-09.133.916 A offenbart eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die unter Verwendung eines Hologramm-Farbfilters gebildet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, interne Reflexionen in einem optischen System unter Verwendung eines mehrfach segmentierten Fensters zu verringern, während das maximale Gesichtsfeld des optischen Systems beibehalten wird.
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Eine Fensterablenkungsbaugruppe besitzt vorteilhaft ein in mehrere Elemente segmentiertes Fenster, das eine erste Oberfläche aufweist, die so beschaffen ist, dass sie wenigstens eine Wellenlänge der Strahlung von einem optischen System empfängt, ein Ablenkungsgehäuse, das in der Nähe wenigstens eines Abschnitts der ersten Oberfläche des segmentierten Fensters positioniert ist, und mehrere Ablenkungselemente, die jeweils zwischen Positionen an dem Ablenkungsgehäuse befestigt sind und von der ersten Oberfläche des Fensters versetzt sind. Jedes Ablenkungselement umfasst eine Vorderkante und eine gegenüber befindliche Hinterkante, wobei die Vorderkante zu der ersten Oberfläche des Fensters orientiert ist. Die mehreren Ablenkungselemente liegen unter einem funktionalen Winkel im Gesichtsfeld des optischen Systems.
Die Oberfläche der Ablenkungselemente ist so beschaffen, dass sie wenigstens einen Teil der Energie absorbiert, und ist so orientiert, dass sie die Strahlung streut. In einer beispielhaften Ausführungsform besitzt die Oberfläche des Ablenkungselements eine gewünschte Oberflächenrauigkeit, um die Strahlung zu streuen. Die Vorderkanten der Ablenkungselemente sind vorteilhaft so orientiert, dass sie zu einem Mittelpunkt des optischen Systems zeigen.
Ein Abschnitt der Vorderkante jedes Ablenkungselements ist an dem Ablenkungsgehäuse befestigt. Die Fensterablenkungsbaugruppe besitzt vorteilhaft ein Verstärkungselement, das mit jedem der Ablenkungselemente und mit dem Ablen kungsgehäuse verbunden ist. Das Verstärkungselement kann mit jedem Ablenkungselement zwischen den Positionen, an denen die Ablenkungselemente an dem Ablenkungsgehäuse befestigt sind, verbunden sein.
Eine Fensterablenkungsbaugruppe besitzt vorteilhaft ein Fenster mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, wobei sich die erste Oberfläche gegenüber einer Blende eines optischen Systems befindet, um Strahlung auszusenden und zu empfangen, und mehrere Ablenkungselemente, die auf der ersten Oberfläche des Fensters angeordnet sind, derart, dass wenigstens eine erste Wellenlänge der Strahlung von dem optischen System durch die Ablenkungselemente und das Fenster durchgelassen wird und wenigstens eine zweite Wellenlänge durch das Fenster und die Ablenkungselemente zu dem optischen System durchgelassen wird. Wenigstens ein Teil der Ablenkungselemente befindet sich in einem Gesichtsfeld des optischen Systems und jedes davon besitzt eine Vorderkante, die zu einem Mittelpunkt des optischen Systems orientiert ist, derart, dass die Ablenkungselemente wenigstens einen Teil der ersten Wellenlänge und einen Teil der zweiten Wellenlänge streuen oder absorbieren.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Fensterablenkungsbaugruppe umfasst vorteilhaft die folgenden Schritte: Bestimmen mehrerer Reflexionen, die einer ersten Wellenlänge der Strahlung zugeordnet sind; Bilden mehrerer Ablenkungselemente, die eine Länge von einer Vorderkante zu einer Hinterkante besitzen; und Positionieren mehrerer Ablenkungselemente in der Nähe einer ersten Oberfläche von wenigstens einem Abschnitt eines Fensters, derart, dass die Vorderkante jedes Ablenkungselements die Hinterkante eines benachbarten Ablenkungselements um wenigstens einen vorbestimmten Anteil der Strecke von der Vorderkante zu der Hinterkante überlappt. Die mehreren Ablenkungselemente sind so positioniert, dass jedes Ablenkungselement in der Weise orientiert ist, dass es auftreffende Strahlung streut, während eine mittlere Durchgangsdämpfung kleiner als 25 % ist. Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Verbindens eines Mittelabschnitts von jedem der mehreren Ablenkungselemente mit einem Verstärkungselement umfassen, derart, dass eine Ablenkstrecke irgendeines Ablenkungselements nicht größer als ein vorgegebener Wert ist. Das Verfahren kann des Weiteren einen Schritt des Befestigens der Ablenkungselemente an einem Ablenkungsgehäuse längs eines Umfangs des Fensters umfassen.
Die Oberfläche der Ablenkungselemente kann so beschaffen sein, dass sie wenigstens einen Teil der Energie der auf sie auftreffenden Strahlung absorbiert. Die Oberfläche kann z. B. mit einer energieabsorbierenden Beschichtung beschichtet sein und/oder mit einer vorgegebenen Oberflächenrauigkeit aufgeraut sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung deutlich, in der gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und in der:
1 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe in einem Fenster ist;
2 eine einfache schematische Schnittansicht einer beispielhaften Fensterablenkungsbaugruppe ist;
3 eine Darstellung der Durchgangsdämpfung als eine Funktion des normierten Feldwinkels über drei Höhen für eine beispielhafte Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist;
4 eine zusätzliche Darstellung der Durchgangsdämpfung als eine Funktion des normierten Feldwinkels über drei Höhen für eine beispielhafte Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist;
5 eine Darstellung der Durchgangsdämpfung als eine Funktion des normierten Feldwinkels über sechs Höhen für eine beispielhafte Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist;
6 eine Darstellung der Durchgangsdämpfung als eine Funktion des normierten Feldwinkels über sechs Höhen für eine beispielhafte Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist;
7 eine Darstellung der Durchgangsdämpfung als eine Funktion des normierten Feldwinkels über sechs Höhen für eine beispielhafte Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist;
8 eine Darstellung der Durchgangsdämpfung als eine Funktion des normierten Feldwinkels über sechs Höhen für eine beispielhafte Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist; und
9 eine Darstellung der Dämpfung von Laserenergie als eine Funktion des Neigungswinkels in einer beispielhaften Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe. Die Fensterablenkungsbaugruppe, die durch das Bezugszeichen 100 angegeben ist, umfasst ein Fenster, wie etwa ein in mehrere Elemente segmentiertes Fenster 102 mit einer ersten Oberfläche 104, die so beschaffen ist, dass sie wenigstens eine Wellenlänge der Strahlung, wie etwa ein Lichtstrahl 106, von einem optischen System, wie etwa ein nach vorn gerichtetes Infrarotlasersystem 108 (FLIR-System), empfängt, ein Ablenkungsgehäuse 110, das in der Nähe wenigstens eines Abschnitts der ersten Oberfläche des Fensters 102 positioniert ist, und mehrere Ablenkungselemente 112, die jeweils zwischen Positionen an dem Ablenkungsgehäuse 110 befestigt sind und von der ersten Oberfläche 104 des Fensters 102 versetzt sind. Jedes Ablenkungselement besitzt eine Oberfläche 114, die so beschaffen ist, dass sie wenigstens einen Teil der Energie der Strahlung, wie etwa auf sie auftreffende Strahlung, absorbiert, und so orientiert ist, dass sie die Strahlung, wie etwa auf sie auftreffende Strahlung, streut.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe besitzt ein Fenster eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche sowie mehrere Ablenkungselemente, die auf der ersten Oberfläche des Fensters so angeordnet sind, dass wenigstens eine erste Wellenlänge der Strahlung von dem optischen System durch die Ablenkungselemente und das Fenster durchgelassen wird und wenigstens eine zweite Wellenlänge durch das Fenster und die Ablenkungselemente zu dem optischen System durchgelassen wird. Die erste Oberfläche des Fensters liegt einer Blende eines optischen Systems gegenüber, um Strahlung auszusenden und zu empfangen, und jedes Ablenkungselement liegt in einem Gesichtsfeld des optischen Systems und besitzt eine Vorderkante, die zu einem Mittelpunkt des optischen Systems gerichtet ist, derart, dass die Ablenkungselemente wenigstens einen Teil der ersten Wellenlänge und einen Teil der zweiten Wellenlänge streuen oder absorbieren.
2 zeigt eine einfache schematische Schnittansicht einer beispielhaften Aus führungsform einer Fensterablenkungsbaugruppe, die durch das Bezugszeichen 200 angegeben ist. Ein Ablenkungsgehäuse 202 ist in der Nähe einer ersten Oberfläche 204 eines Fensters 206 angeordnet. Die erste Oberfläche 204 ist so beschaffen, dass sie wenigstens eine Wellenlänge der Strahlung, wie etwa mehrere Lichtstrahlen 208, von einem optischen System, wie etwa ein FLIR 210, empfängt. Das optische System ist auf der Seite der ersten Oberfläche 204 des Fensters 206 positioniert, wobei die erste Oberfläche 204 der Blende des optischen Systems gegenüber liegt. Das Ablenkungsgehäuse 202 weist mehrere Ablenkungselemente 212 auf. Wenigstens ein Abschnitt der Ablenkungselemente befindet sich im Gesichtsfeld des optischen Systems.
Das Ablenkungsgehäuse 202 ist so beschaffen, dass es in der Nähe einer Oberfläche eines Fensters oder eines Abschnitts des Fensters positioniert ist. Wenn das Fenster ein aus mehreren Elementen segmentiertes Fenster ist, kann das Ablenkungsgehäuse z. B. in der Nähe von wenigstens einem Abschnitt des segmentierten Fensters oder eines Abschnitts eines Segments des segmentierten Fensters, von mehreren Segmenten des segmentierten Fensters oder des gesamten segmentierten Fensters positioniert sein. Das Ablenkungsgehäuse kann ferner in der Nähe des Fensters positioniert und einem bestimmten Gesichtsfeld des Fensters zugeordnet sein (z. B. ein oberes Gesichtsfeld, ein unteres Gesichtsfeld, ein vorderes Gesichtsfeld, ein hinteres Gesichtsfeld oder Kombination davon).
Das Ablenkungsgehäuse wird durch irgendein geeignetes Mittel relativ zu dem Fenster in Position gehalten. Das Ablenkungsgehäuse kann z. B. mit Epoxidharz geklebt, gelötet, hartgelötet, geschweißt oder auf andere Weise dauerhaft an dem Fenster befestigt sein. Das Ablenkungsgehäuse kann alternativ z. B. geschraubt, eingerastet, mit nichthärtendem Epoxidharz geklebt, mit lösbaren Verriegelungselementen befestigt usw. sein, um eine entnehmbare Positionierung relativ zum Fenster zu schaffen.
Die mehreren Ablenkungselemente können zwischen Position auf dem Ablenkungsgehäuse durch geeignete Mittel befestigt sein. In einer beispielhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Punkte der Vorderkante jedes Ablenkungselements zwischen Position auf dem Ablenkungsgehäuse durch geeignete Mittel befestigt sein. Die Ablenkungselemente können z. B. an dem Ablenkungsgehäuse unter Verwendung von Epoxidharz, Löten, Hartlöten usw. befestigt sein. Die Ablenkungselemente können ferner in Nuten oder Bahnen angeordnet sein, die durch geeignete Mittel in dem Ablenkungsgehäuse ausgebildet sind, wie etwa Schleifen, maschinelles Bearbeiten, Elektronenentladungsbearbeitung (EDM) usw. Als beispielhaftes Mittel bildet eine Elektronenentladungsmaschine eine Nut in dem Ablenkungsgehäuse, um die Enden der Vorderkante des Ablenkungselements aufzunehmen, die dann an dem Ablenkungsgehäuse durch Epoxidharz befestigt werden.
In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist jedes Ablenkungselement zwischen Positionen auf dem Ablenkungsgehäuse befestigt, derart, dass die Ablenkungselemente von der ersten Oberfläche des Fensters versetzt sind. In einem alternativen Beispiel können die Ablenkungselemente die erste Oberfläche des Fensters berühren. Wenn jedoch die erste Oberfläche des Fensters eine Antireflexionsbeschichtung aufweist, die darauf angeordnet ist, sollte Sorgfalt angewendet werden, um ein Zerkratzen der Antireflexionsbeschichtung durch die Ablenkungselemente und/oder das Ablenkungsgehäuse minimal zu machen und/oder zu verhindern.
Jedes der mehreren Ablenkungselemente besitzt eine Vorderkante und eine gegenüber befindliche Hinterkante und ist von der Vorderkante zur Hinterkante im Wesentlichen geradlinig. Wie in der beispielhaften Ausführungsform von 2 gezeigt ist, ist die Vorderkante 216 zu der ersten Oberfläche 204 des Fensters 206 orientiert und die Hinterkante 218 ist unter einem Winkel (θ) orientiert, um die auftreffenden Lichtstrahlen zu streuen. Der Winkel θ ist als der Winkel zwischen der ersten Oberfläche 204 des Fensters 206 und der Oberfläche 214 des Ablenkungselements 212 definiert.
Die mehreren Ablenkungselemente 212 sind nicht gleichmäßig orientiert, wobei jedes Ablenkungselement einen Winkel θ_i aufweist, der von dem Winkel θ_i+1 von wenigstens einem der restlichen Ablenkungselemente verschieden ist. Der Winkel θ ist derart, dass die Vorderkante 218 jedes Ablenkungselements 212 so orientiert ist, dass sie zu einem Mittelpunkt 220 zeigt, der durch einen Drehpunkt definiert ist, der dem optischen System zugeordnet ist, der z. B. einer optischen Kardanaufhängung einer angebrachten Quelle entspricht, einem optischen Mittelpunkt entspricht, von dem Strahlung des optischen Systems austritt, oder eine optische Punktquelle darstellt, die einem optischen System entspricht. Dadurch ist der Winkel θ, der jedem Ablenkungselement zugeordnet ist, unterschiedlich.
Der Winkel θ für bestimmte Ablenkungselementpositionen kann im Voraus bestimmt werden. In einem segmentierten Fenster mit einem optischen System, das einen Laser als Quelle besitzt, treten Laserreflexionen unter diskreten Winkeln von einem Fenstersegment zu einem benachbarten Fenstersegment auf. Die Laserreflexionen können berechnet werden und sind eine Funktion dieser diskreten Winkel, der Geometrie der Fenster und der Position des Lasers und der Lasercharakteristiken. Deswegen kann dann, wenn die Geometrie eines bestimmten Fensters vollständig modelliert ist, eine Reihe von Ablenkungselementen entworfen werden, um die Laserreflexionen aufzunehmen und zu verhindern, dass Streuenergie entweicht. Es kann z. B. ein Computerprogramm erzeugt werden, um iterative Berechnungen anhand der Fenstergeometrie und der Laserinformationen auszuführen.
Wellenlängen der Strahlung (z. B. reflektierte Lichtstrahlen aus der Wechselwirkung zwischen optischem System und Fenster oder Lichtstrahlen, die von dem Fenster zu dem optischen System durchgelassen werden) können auf der Fensterablenkungsbaugruppe auftreffen und ausgelöscht werden. Die Auslöschung kann entweder durch Absorption der Energie (z. B. die Beschichtung auf den Ablenkungselementen absorbiert wenigstens einen Teil der Energie) und/oder durch Reflexion zu einer zweiten Wechselwirkung mit einem Fensterablenkungselement, bei der eine weitere Absorption von Energie auftritt, erfolgen. Die Oberfläche des Ablenkungselements ist mit einer geeigneten energieabsorbierenden Beschichtung beschichtet. Die Beschichtung kann z. B. eine hochebene Farbe sein, wie etwa die hochebene schwarze Farbe, die von Sherwin-Williams unter der Produktbezeichnung KRYLON^® zur Verfügung steht, oder eine von anderen geeigneten Beschichtungen.
In der beispielhaften Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, wurde ein aus mehreren Elementen (z. B. aus zwei oder mehr Elementen) segmentiertes Fenster mit einem FLIR-System betrachtet. Ein Blendenelement 222 für das optische System 210 ist auf einer Achse 224 relativ zu dem Mittelpunkt 220 des optischen Systems 210 positioniert. Das optische System 210 kann einen oder mehrere Sensoren und einen Laser enthalten. Der Halbkreis 226 ist eine Darstellung der maximalen Erstreckung des Ablenkungselements 222, das sich über verschiedene Höhen des optischen Systems zu dem Fenster 2056 erstreckt.
Der Abschnitt des Fensters, der dem Ablenkungsgehäuse zugeordnet ist, kann durch die Mission und die Verwendungsumgebung für die Fensterablenkungsbaugruppe bestimmt werden. Die Mission des dargestellten FLIP-Systems war z. B. die Sicht nach vorn und unten. Deswegen besitzen zwei der dargestellten Fenstersegmente eine Geometrie, die eine reflektierte Streulaserstrahlung zur Folge hat. Dementsprechend können die Position und die Orientierung der Ablenkungs elemente so entworfen werden, dass sie an den oberen und vorderen Gesichtsfeldern (z. B. die oberen und vorderen Segmente des Fensters) und in dem Gesichtsfeld des optischen Systems (z. B. das FLIR-System) angeordnet werden, damit sie einen minimalen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des optischen Systems haben.
Die Anzahl der einzelnen Ablenkungselemente in der Fensterablenkungsbaugruppe kann verändert werden; um einen minimalen Einfluss auf die Quelle und/oder den Sensor des optischen Systems zu bewirken. Obwohl eine beliebige Anzahl von Ablenkungselementen gewählt werden kann, um zu verhindern, dass Strahlung (z. B. Laserenergie) entweicht, ist der Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des optischen Systems für jede Konstruktion sehr unterschiedlich. Der Einfluss kann als eine Durchgangsdämpfung realisiert werden, die sich über das vertikale Gesichtsfeld (VFOV) der Anzeige ändert. Diese Durchgangsdämpfung kann sich außerdem mit der Höhe und der Rollbewegung ändern. Um die wahrnehmbare Wirkung für die Bedienperson zu ändern, kann die Fensterablenkungsbaugruppe eine nahezu gleichförmige Durchgangsdämpfung über das gesamte FOV bewirken. Wenn die Durchgangsdämpfung über das VFOV gleichförmig ist, wird die Wirkung als ein Verlust bei dem globalen Durchgang erscheinen, der über das gesamte Gesichtsfeld gleichförmig oder im Wesentlichen gleichförmig sein kann (d. h. der sich mit dem Winkel im Wesentlichen nicht ändert oder eine Änderung der Amplitude der Durchgangsdämpfung von lediglich weniger als ±5 % aufweist). Wenn die Blockade jedoch über das VFOV nicht gleichförmig ist, erscheinen die Wirkungen als ein Gradient, dessen Stärke (S) dem Produkt aus Durchgangsdämpfung (α) und Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen Ablenkungselements und Szene proportional ist: S ∝ αΔT (1)
Die Durchgangsdämpfung infolge der Fensterablenkungsbaugruppe kann zusätzlich über den Feldwinkel einen periodischen Charakter besitzen. Diese Periodizität ist ein Phänomen, das durch die Fensterablenkungsbaugruppe bewirkt wird und bezieht sich auf die Anzahl, den Abstand und die Charakteristiken der Ablenkungselemente. Im Extremfall kann die Periodizität eine große Amplitude besitzen, die eine Korrelation zwischen jedem einzelnen Ablenkungselement und zu mehreren Ablenkungselementen nahe legt. Je größer und stärker blockierend die Ablenkungselemente sind, desto größer ist im Allgemeinen der Einfluss auf die Durchgangsdämpfung und desto extremer sind die Amplitude und die Periodizität.
In einer ersten Ausführungsform der Fensterablenkungsbaugruppe, die hier be trachtet wird, wurden die Ablenkungselemente manuell bearbeitet. Die 3 und 4 sind Darstellungen, die die Durchgangsdämpfung bei einer manuell bearbeiteten Fensterablenkungsbaugruppe zeigen. Die Ablenkungsbaugruppe hatte dreizehn Ablenkungselemente und wurde über sechs verschiedene Höhenwinkel im Bereich von –5° bis +30° getestet. Die 3 und 4 stellen längs der y-Achse die Durchgangsdämpfung (in Prozent) und längs der x-Achse den normierten Feldwinkel (d. h. die vertikale Position auf der Anzeige) in Grad dar. Normierte Feldwinkel, die kleiner als null sind, entsprechen der unteren Hälfte der Anzeige, was eine Sicht unter der 0°-Achse des Sensors angibt. Feldwinkel, die größer als null sind, entsprechen in ähnlicher Weise der oberen Hälfte der Anzeige, was eine Sicht über der 0°-Achse des Sensors angibt.
Der Linienzug A gibt an, dass die Ablenkungselemente keine messbare Auswirkung auf die Durchgangsdämpfung in der oberen Hälfte der Anzeige bewirken, wenn um 5° (–5°) nach unten gesehen wird. Die obere Hälfte der Anzeige besitzt jedoch eine abgestufte Durchgangsdämpfung von null bis 35 %. Dies würde von der Bedienperson nur bei einer mittleren Differenz zwischen der Temperatur des Ablenkungselements und der Temperatur der betrachteten Szene wahrgenommen werden können. Wenn der Höhenwinkel größer wird (wie in 3 durch die Linienzüge 3B und 3C angegeben ist, die 0° bzw. +3° entsprechen), wird der normierte Feldwinkel, bei dem eine Durchgangsdämpfung zuerst auftritt, immer stärker negativ, wobei ein Minimum von wenigstens 5 % Durchgangsdämpfung auftritt, wenn der Höhenwinkel +5° beträgt oder größer ist.
Die drei Linienzüge in 4 geben eine nicht gleichförmige Durchgangsdämpfung über den Bereich der Feldwinkel an, wobei die allgemeine Tendenz zur Verringerung der Durchgangsdämpfung vorhanden ist, wenn der Feldwinkel stärker positiv wird. Die Durchgangsdämpfung zeigt im Allgemeinen eine bestimmte periodische Änderung, wenn sich der Feldwinkel bei einer Amplitude mit einer Blockade von etwa 5 % ändert. Diese Änderung ist das Ergebnis des Interferenzmusters, das durch die Ablenkungselemente gebildet wird. Bei der Ausführungsform einer Ablenkungsbaugruppe unter Verwendung von dreizehn Ablenkungselementen können drei starke Perioden erkannt werden, die mit den dreizehn Ablenkungselementen korreliert werden können.
Als eine Alternative zur manuellen Bearbeitung kann die Elektronenentladungsbearbeitung (EMD) verwendet werden, um die Ablenkungselemente der Fensterablenkungsbaugruppe zu erzeugen. Bei dieser Technik kann die Fertigung von mehreren kleinen und genau entworfenen Ablenkungselementen erreicht werden. Die Ablenkungselemente können beliebige Längen und Dicken aufweisen. Es können z. B. Fensterablenkungsbaugruppen mit unterschiedlichen Charakteristiken der Ablenkungselemente unter Verwendung von EMD-Techniken hergestellt werden. Tabelle 1 fasst die Charakteristiken der Ablenkungselemente in unterschiedlichen Ausführungsformen der Fensterablenkungsbaugruppe zusammen. Die unterschiedlichen Ausführungsformen sind als Beispiele dargestellt und wurden getestet, um eine Tendenz bei der Leistungsfähigkeit der Fensterablenkungsbaugruppe zu bestimmen, wenn die Anzahl, die Länge und die Dicke der Ablenkungselemente verändert wurden.
Tabelle 1
Verschiedene Fensterablenkungsbaugruppen wurden hergestellt, getestet und ihre Durchgangsdämpfungsleistung wurde als eine Funktion des normierten Feldwinkels aufgezeichnet. Die 5-8 sind graphische Darstellungen der Durchgangsdämpfung (%) als eine Funktion des normierten Feldwinkels für Fensterablenkungsbaugruppen, die durch eine EMD-Technik mit den Charakteristiken der Baugruppe A, B, C bzw. D hergestellt wurden.
In 5 sind sechs Linienzüge (5A bis 5F) entsprechend Höhenwinkeln dargestellt, die von –10° bis +25° ansteigen. 53 Ablenkungselemente wurden unter Verwendung von EMD-Techniken hergestellt. Die Ablenkungselemente hatten eine Dicke von 381 μm (15 Millizoll) und eine Länge von 3,81 mm (150 Millizoll). Der Linienzug 5A zeigt, dass die Ablenkungselemente keine wesentliche (d. h. messbare) Wirkung auf die Durchgangsdämpfung über die Anzeige erzeugen, wenn sich der normierte Feldwinkel ändert. Der Linienzug 5B zeigt, dass die Ablenkungselemente in der unteren Hälfte der Anzeige auf die Durchgangsdämpfung keine Wirkung erzeugen, wenn um 5° nach unten geblickt wird. In der oberen Hälfte der Anzeige ist jedoch eine stufenweise Durchgangsdämpfung von null auf etwa 10 % vorhanden. Dies wäre von der Bedienperson bei lediglich einer mittleren Temperaturdifferenz zwischen der Ablenkungselementtemperatur zur Temperatur der betrachteten Szene wahrnehmbar. Über einem Höhenwinkel von +5° wird jeder normierte Feldwinkel durch wenigstens eine bestimmte Durchgangsdämpfung über den Bereich des normierten Feldwinkels, d. h. über den Bereich von –1 bis +1 beeinflusst. Die Linienzüge 5D bis 5F zeigen jedoch, dass die Durchgangsdämpfung in einem schmalen Band von etwa 12 % bis etwa 25 % über einen Großteil des Bereichs des normierten Feldwinkels auftritt. Außerdem zeigen die Linienzüge 5E und 5F eine gleichmäßigere Durchgangsdämpfung über den Bereich des normierten Feldwinkels von etwa 12 % bis 19 %, wobei die Änderung auf irgendeinen Höhenwinkel, der wenigstens 15° beträgt, eine Änderung der Durchgangsdämpfung von weniger als 5 %, wie etwa eine Änderung der Durchgangsdämpfung von 3 %, ergibt.
Ähnliche Beobachtungen und Beschreibungen der Linienzüge können in den 6-8 gemacht werden.
Die EMD-Technik ermöglicht außerdem, dass die Ablenkungselemente gleichmäßiger hergestellt werden können, wodurch sich eine gleichmäßigere Durchgangsdämpfung ergibt.
Zusätzlich zu den oben genannten Beobachtungen ist die Amplitude der Durchgangsdämpfung der gemäß EMD hergestellten Ablenkungselemente gegenüber den manuell bearbeiteten Ablenkungselementen verringert. Im Unterschied zu der Amplitudenänderung von 5 % der Durchgangsdämpfung für die manuell bearbeiteten Ablenkungselemente haben die gemäß EMD hergestellten Ablenkungselemente eine Amplitude von etwa 2 %, wie z. B. kleiner als etwa 1 %.
Die EMD-Ablenkungselemente ergeben ferner eine näherungsweise gleichmäßige Durchgangsdämpfung über den Bereich des normierten Feldwinkels. Die Linienzüge 7E und 7F ändern sich in der Durchgangsdämpfung über den Bereich des normierten Feldwinkels um weniger als 3 %, wie z. B. um weniger als 2 %. Die allgemeine Tendenz bestand in gleichmäßigeren Durchgangsdämpfungsprofilen bei ansteigendem Höhenwinkel.
Eine größere Anzahl von Ablenkungselementen und kleinere Ablenkungselemente verbessern im Allgemeinen die Durchgangsleistung durch Höhenwinkel und normierten Feldwinkel. Wenn z. B. die Länge des Ablenkungselements verringert ist, wenn z. B. die Strecke von der Vorderkante zu Hinterkante verringert ist, steigt die Anzahl von Ablenkungselementen in einem vorgegebenen Abstand vom Ab lenkungsgehäuse proportional an. Ferner steigt die Gleichförmigkeit der Durchgangsdämpfung an und die mittlere Durchgangsdämpfung wird kleiner. Wenn die Dicke des Ablenkungselements in einem weiteren Beispiel verringert wird, steigt die Anzahl von Ablenkungselementen in einem gegebenen Abstand des Ablenkungsgehäuses weniger als proportional an. Ferner verringert sich die Gleichförmigkeit der Durchgangsdämpfung und die mittlere Durchgangsdämpfung wird größer.
Durch Extrapolieren der Beobachtungen aus den 5-8 kann ein Ablenkungselement ein Ablenkungselement mit endlichen Elementen sein, die infinitesimal klein sind. Die Verwendung einer größeren Anzahl von verhältnismäßig geringen Größen kann jedoch die Festigkeit der Fensterablenkungsbaugruppe verringern. Eine ansteigende strukturelle Festigkeit der Fensterablenkungsbaugruppe und der Ablenkungselemente bei Betriebsbelastung z. B. durch strukturelle Verstärkung kann den Leistungseinfluss auf das optische System beeinflussen. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können jedoch zulassen, dass der Einfluss auf die optische Systemleistung über das FOV nahezu gleichmäßig ist bei einem geringen Einfluss auf den Gesamtdurchgang des optischen Systems.
Unter Berücksichtigung des FOV-Einflusses und der gewünschten strukturellen Stabilität und der optischen Leistung wurde eine Fensterablenkung entwickelt, die für Fluganwendungen geeignet ist. Die Dicke der Ablenkungselemente wurde hauptsächlich durch Herstellungsanforderungen bestimmt. Im EDM-Prozess kann z. B. ein Draht mit einer vorbestimmten Abmessung, z. B. ein 304,8 μm-Draht (12 Millizoll) verwendet werden, um ein Substrat zu bearbeiten. Dies entspricht demzufolge Ablenkungselementen mit einer Dicke, die nicht kleiner als die vorgegebene Drahtabmessung von z. B. 304,2 μm (12 Millizoll) ist. Von einem Leistungsstandpunkt betrachtet, kann ein dünneres Ablenkungselement verwendet werden. Wenn jedoch das Ablenkungselement dünner wird, kann seine strukturelle Festigkeit bei einem vorgegebenen Werkstoff kleiner werden. Eine Möglichkeit, wie eine verringerte strukturelle Festigkeit realisiert wird, ist die vergrößerte Biegung des Ablenkungselements. Demzufolge kann das Ablenkungselement durch ein Verstärkungselement verstärkt werden, z. B. durch eine Rippe, die alle Ablenkungselemente verbindet. In der beispielhaften Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ist ein Verstärkungselement 116 an Punkten zwischen Abschnitten (z. B. zwei Punkte 118, 120), an denen die Ablenkungselemente 112 mit dem Ablenkungsgehäuse verbunden sind, mit dem Ablenkungselement 112 verbunden (z. B. gekoppelt) (das Verstärkungselement ist z. B. eine zentrale Rippe, die in der Mittel oder näherungsweise in der Mitte zwischen den Kanten der Ablenkungselemente an dem Ablenkungsgehäuse befestigt ist). Das Verstärkungselement kann im Wesentlichen senkrecht zu der Orientierung des Ablenkungselements verlaufen. Die Verstärkungselemente können folglich eine verringerte Biegung der Ablenkungselemente während des Betriebs in einem angegebenen Leistungsprofil zur Folge haben. Bei einer Zielwertermittlungsgondel SNIPER-XR^®, die von Lockheed Martin hergestellt wird, kann z. B. die Verwendung eines Verstärkungselements in Form einer mittleren Rippe eine maximale Ablenkungselementablenkung von 50,8 μm (2 Millizoll) bei einer Belastung von 5 A zur Folge haben.
Die Länge der Ablenkungselemente war in beispielhaften Ausführungsformen nicht größer als 6,35 mm (250 Millizoll). Das Anpassen der Fensterablenkungsbaugruppe an andere Plattformen kann sich die Ablenkungselementlänge dementsprechend ändern.
Eine Ablenkungselementlänge kann bei einer beispielhaften Fensterablenkung 5,08 mm (300 Millizoll) betragen, wobei eine Dicke von 304,8 μm und eine Überlappung über eine Länge von 25 % vorausgesetzt werden. Diese Konstruktion gleicht die Gleichförmigkeit und die geringe Durchgangsdämpfung über das FOV des Sensors mit struktureller Stabilität aus. Die Überlappung von 25 % kann die maximale Ablenkung auf 50,8 μm (2 Millizoll) begrenzen und kann Herstellungstoleranzen zulassen, da die Fensterablenkungen an der Fensterfläche anliegen können und ein Spalt von 1,50 mm (1/16 Zoll) zwischen der Fensterfläche und dem Ablenkungselemente vorhanden ist.
Tabelle 6 zeigt die x-Position, die y-Position, die Neigung und Länge jedes Ablenkungselements in einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Diese Positionen entsprechen einer Gruppe von Achsen, die am Rand des Fensters zentriert ist. Jedes Ablenkungselement ist wieder direkt auf den mittleren Drehpunkt der optischen Kardanaufhängung gerichtet.
Tabelle 6: Ablenkungselement-Informationen
Obwohl das Ablenkungselement hier mit einer Dicke von 127 μm bis 305 μm beschrieben wurde, kann es jede geeignete Dicke besitzen, die z. B. durch einen Kompromiss zwischen Leistungsfähigkeit, Herstellbarkeit, kosten und Struktureller Unversehrtheit festgelegt ist.
9 ist eine graphische Darstellung der Durchgangsdämpfung in % (z. B. Dämpfung der Laserenergie) als eine Funktion des Neigungswinkels und repräsentiert die Verringerung der Ausgangsleistung des optischen Systems (z. B. Laserausgang), die sich aus der Anordnung einer erfindungsgemäßen Fensterablenkungsbaugruppe und der Wechselwirkung mit dieser ergibt, die in dem FOV des Lasers angeordnet ist. Da der Laser die gesamte 127 mm- (5 Zoll) Blende verwendet, gibt es keine Änderung des Durchgangs über das FOV und der einzelne Linienzug repräsentiert alle Höhenwinkel. Die Ungleichförmigkeit der Laserenergie kann toleriert werden, wenn sie in einer annehmbaren Dämpfung für eine gewünschte Anwendung liegt. Bei einer Luft-Boden-Anwendung werden z. B. vorrangig die geringeren Neigungswinkel verwendet. Aus 9 gilt, dass die Dämpfung der Laserenergie unter etwa 30° vernachlässigbar ist und bei etwa –10° kleiner als etwa 25 % ist. Deswegen kann die in 9 dargestellte Dämpfung bei dieser Anwendung annehmbar sein.
Die Verwendung von Ablenkungselementen in einem segmentierten Fenster kann Streulaserstrahlung, die von dem optischen System ausgeht, minimal machen, während gleichzeitig eine minimale Beeinflussung auf die Systemleistung vorhanden ist. Obwohl jedes in geeigneter Weise entworfenes Ablenkungselement diese Funktion ausführen könnte, müssen sowohl Herstellungseinschränkungen als auch strukturelle Einschränkungen bei der Entwicklung einer Fensterablenkungsbaugruppe berücksichtigt werden, um den Einfluss auf die Bedienperson und die Leistungsfähigkeit des optischen Systems minimal zu machen.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Fensterablenkungsbaugruppe umfasst die folgenden Schritte: Bestimmen mehrerer Reflexionen, die einer Wellenlänge der Strahlung zugeordnet sind; Bilden, mehrerer Ablenkungselemente, die eine Länge von einer Vorderkante zu einer Hinterkante besitzen; und Positionieren mehrerer Ablenkungselemente in der Nähe einer ersten Oberfläche von wenigstens einem Abschnitt eines Fensters, derart, dass die Hinterkante jedes Ablenkungselements die Vorderkante eines benachbarten Ablenkungselements um wenigstens einen vorgegebenen Anteil der Strecke von der Vorderkante zu der Hinterkante überlappt. Die mehreren Ablenkungselemente werden so positioniert, dass jedes Ablenkungselement in der Weise orientiert ist, dass es auftreffende Strahlung streut, wobei eine mittlere Durchgangsdämpfung kleiner als 25 % ist.
Die mehreren Ablenkungselemente können durch beliebige geeignete Mittel gebildet sein, wie etwa maschinelles Bearbeiten, Schleifen oder Elektronenentladungsbearbeitung.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Verbindens eines Mittelabschnitts von jedem der mehreren Ablenkungselemente mit einem Verstärkungselement umfassen, derart, dass eine Ablenkungsstrecke irgendeines Ablenkungselements nicht größer als ein vorgegebener Wert ist. Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Befestigens der Ablenkungselemente an einem Ablenkungsgehäuse längs eines Umfangs des Fensters umfassen.
Die Oberfläche der Ablenkungselemente kann so beschaffen sein, dass sie wenigstens einen Teil der Energie der darauf auftreffenden Strahlung absorbiert. Die Oberfläche kann z. B. mit einer energieabsorbierenden Beschichtung beschichtet sein und/oder mit einer vorgegebenen Oberflächenrauigkeit aufgeraut sein.
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit ihren beispielhaften Ausführungsformen beschrieben und ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims

Fensterablenkungsbaugruppe (100; 200), die ein optisches System (108; 210), mehrere Ablenkungselemente (112; 212) und ein mehrfach segmentiertes Fenster (102; 206) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass: das in mehrere Elemente segmentierte Fenster (102; 206) eine erste Oberfläche (104; 204) besitzt, wobei die erste Oberfläche (104; 204) von dem optischen System (108; 208) wenigstens eine Wellenlänge empfängt; und die mehreren Ablenkungselemente (112; 212) an der ersten Oberfläche (104; 204) des in mehrere Elemente segmentierten Fensters (102; 206) befestigt und hierzu versetzt sind, wobei jedes Ablenkungselement (112; 212) eine Oberfläche (114; 214) aufweist, wobei die Oberfläche (114, 214) wenigstens einen Teil der Strahlungsenergie absorbiert und so orientiert ist, dass es die Strahlung streut, wobei jedes Ablenkungselement (112; 212) eine Vorderkante (216) und eine gegenüber befindliche Hinterkante (218) umfasst, wobei die Vorderkante (216) jedes Ablenkungselements (112; 212) zu der ersten Oberfläche (104; 204) des in mehrere Elemente segmentierten Fensters (102; 206) orientiert ist und die Hinterkante (218) jedes Ablenkungselements (112; 212) so orientiert ist, dass es zu einem optischen Mittelpunkt (220) zeigt, der ein Punkt ist, von dem eine Strahlung von dem optischen System (108; 210) ausgeht, wobei das optische System ein Lasersystem ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1, die umfasst: ein Ablenkungsgehäuse (110; 202); wobei das Ablenkungsgehäuse (110; 202) in der Nähe wenigstens eines Abschnitts der ersten Oberfläche (104; 204) des in mehrere Elemente segmentierten Fensters (102; 206) positioniert ist und die mehreren Ablenkungselemente (112, 212) zwischen Positionen (118; 120) an dem Ablenkungsgehäuse (110; 202) befestigt sind.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 2, bei der ein Abschnitt der Vorderkante (216) jedes Ablenkungselements (112; 212) an dem Ablenkungsgehäuse (110; 202) befestigt ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Oberfläche (114; 214) jedes Ablenkungselements (112; 212) mit einer energieabsorbierenden Beschichtung beschichtet ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich wenigstens ein Teil der Ablenkungselemente (112; 212) in einem Gesichtsfeld des optischen Systems (108; 210) befindet.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 2, die ein Verstärkungselement (116) umfasst, das mit jedem der Ablenkungselemente (112; 212) und mit dem Ablenkungsgehäuse (110; 202) verbunden ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 6, bei der das Verstärkungselement (116) mit den Ablenkungselementen (112; 212) an einem Punkt zwischen den Positionen, an denen die Ablenkungselemente (112; 212) an dem Ablenkungsgehäuse (110; 202) befestigt sind, verbunden ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fensterablenkungsbaugruppe (100; 200) wenigstens 48 Ablenkungselemente (112; 212) besitzt.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Länge einer Oberfläche (114; 214) jedes Ablenkungselements (112; 212) von der Vorderkante (216) zu der Hinterkante (218) im Bereich von 1,27 mm bis 12,7 mm liegt.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Dicke jedes Ablenkungselements (112; 212) im Bereich von 76,2 μm bis 1270 μm liegt.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der jedes Ablenkungselement (112; 212) eine Dicke besitzt, die nicht größer als 381 μm ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich die mehreren Ablenkungselemente (112; 212) in einem Gesichtsfeld des optischen Systems (108; 210) unter einem funktionalen Winkel befinden.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der das optische System (108; 210) ein nach vorn gerichtetes Infrarotlasersystem ist.
Fensterablenkungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der: das in mehrere Elemente segmentierte Fenster (102; 206) eine zweite Oberfläche besitzt, wobei sich die erste Oberfläche (104; 204) gegenüber einer Blende (222) des optischen Systems (108; 210) befindet, um Strahlung auszusenden und zu empfangen; und die mehreren Ablenkungselemente (112; 212) auf der ersten Oberfläche (104; 204) des in mehrere Elemente segmentierten Fensters (102; 206) angeordnet sind, derart, dass eine erste Wellenlänge von dem optischen System (108; 210) durch die Ablenkungselemente (112; 210) und das in mehrere Elemente segmentierte Fenster (102; 206) gesendet werden kann und eine zweite Wellenlänge durch das in mehrere Elemente segmentierte Fenster (102; 206) und die Ablenkungselemente (112; 210) des optischen Systems (108; 210) gesendet werden kann, wobei sich wenigstens ein Teil der Ablenkungselemente (112; 210) in einem Gesichtsfeld des optischen Systems (108; 210) befinden und die Hinterkante (218) jedes Ablenkungselements zu einem Mittelpunkt (220) des optischen Systems (108; 210) orientiert ist, derart, dass die Ablenkungselemente (112; 210) wenigstens einen Teil der ersten Wellenlänge und einen Teil der zweiten Wellenlänge streuen oder absorbieren können.
Verfahren für die Herstellung einer Fensterablenkungsbaugruppe (100; 200), das die folgenden Schritte umfasst: Vorsehen eines optischen Systems (108; 210), das ein Lasersystem ist; Bestimmen mehrerer Reflexionen, die wenigstens einer Wellenlänge der Strahlung zugeordnet sind; Bilden mehrerer Ablenkungselemente (112; 212), die eine Länge von einer Vorderkante (216) zu einer Hinterkante (218) besitzen; und Positionieren mehrerer Ablenkungselemente (112; 212) in der Nähe einer ersten Oberfläche (104; 204) eines in mehrere Elemente segmentierten Fensters (102; 206), derart, dass die Hinterkante (218) jedes Ablenkungselements (112; 212) zu der ersten Oberfläche (104; 204) des in mehrere Elemente segmentierten Fensters (102; 206) orientiert ist und die Vorderkante (216) jedes Ablenkungselements (112; 212) zu einem optischen Mittelpunkt (220) orientiert ist, der ein Punkt ist, von dem eine Strahlung von dem optischen System (108; 210) ausgeht.
Verfahren nach Anspruch 15, das den folgenden Schritt umfasst: Verbinden eines Mittelabschnitts jedes der mehreren Ablenkungselemente (112; 212) mit einem Verstärkungselement (116), derart, dass eine Ablenkstrecke irgendeines Ablenkungselements (112; 212) nicht größer als ein vorgegebener Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 15, das den folgenden Schritt umfasst: Befestigen der Ablenkungselemente (112; 212) an einem Ablenkungsgehäuse längs eines Umfangs des Fensters (102; 206).
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Bilden der mehreren Ablenkungselemente (112; 212) eine maschinelle Bearbeitung, ein Schleifen und eine Elektronenentladungsbearbeitung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das den folgenden Schritt umfasst: Ausbilden der Oberfläche (114; 214) der Ablenkungselemente (112; 212) in der Weise, dass sie wenigstens einen Teil der Energie der auf sie auftreffenden Strahlung absorbiert.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Ausbildungsschritt das Beschichten der Oberfläche (114; 214) mit einer energieabsorbierenden Beschichtung umfasst.
Verwendung einer Fensterablenkungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 14.