FR2601782A1 - Procede et dispositif pour le guidage en poursuite d'un rayon laser a haute energie - Google Patents

Procede et dispositif pour le guidage en poursuite d'un rayon laser a haute energie Download PDF

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Abstract

DANS LE CAS D'UN PROCEDE ET D'UN DISPOSITIF POUR LE GUIDAGE EN POURSUITE D'UN RAYON LASER A HAUTE ENERGIE, IL NE FAUT PAS QUE CELUI-CI DERIVE DU CENTRE D'ACTION INITIAL DANS LA CIBLE EN SE DIRIGEANT, DU FAIT DE LA DETERIORATION DES PROPRIETES REFLECHISSANTES DANS CELLE-CI, VERS LE BORD DE MEILLEURE REFLEXION DU POINT D'IMPACT. POUR CETTE RAISON, ON EFFECTUE A L'AIDE D'UNE INVERSION DE PHASE 18 UNE POURSUITE SUR UN MINIMUM DE REFLEXION RELATIVE DANS LA ZONE DU POINT D'IMPACT POUR MAINTENIR LE CENTRE HAUTEMENT ENERGETIQUE DU RAYON LASER 2 DANS LE CENTRE D'ACTION INITIAL ET POUR PROVOQUER DE CE FAIT DES EFFETS THERMIQUES DANS DES REFLECTEURS DE MAUVAISE REFLEXION DUE A LEUR MATERIAU, TELS QUE LA FENETRE DE DETECTEUR D'UN DISPOSITIF DE RECHERCHE DE CIBLE DE LA CIBLE DETECTEE.

Description

trocede et dispositif pour le guidage en pourvu te d' UT rayon laser a haute energie
L'invention concerne un procédé pour le guidage en poursuite d'un rayon laser à haute énergie sur un point d'impact situé sur une cible réfléchissante, ce pour quoi les propriétés de réflexion relatives sont évaluées dans la zone du point d'impact, ainsi qu'un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé, a l'aide d'un groupe de poursuite commandé en fonction des propriétés de réflexion dans la zone du point d'impact, pour faire pivoter dans l'espace et focaliser le rayon laser en fonction du déplacement de la cible.
Les dispositions du type précité sont connues d'après l'article portant la référence 151 dans la revue "Opto Electronic Nagazin" fascicule 2/1986 ou d'après DE-OS 32 2 432. D'apres la DE-A-32 02 432, le guidage en poursuite d'un rayon laser sur un point d'impact, après détection d'une cible par un procédé de poursuite approximative, s'effectue en deux phases.Le rayon laser est d'abord orienté sur un point d'impact de réflexion relativement élevée (appelé glint- tracking) ; sachant que, sous l'effet du rayon laser a haute énergie, ce point d'impact perd ses propriétés initiales de forte réflexion, donc qu'il devient mat, on évalue ensuite, pour continuer a guider en poursuite le rayon laser, le rayonnement thermique (hotspot- tracking) qu'il provoque sur le point d'impact, afin que le rayon laser ne dérive pas du point d'impact qui, alors, n'est plus réfléchissant. Mais, pour cette combinaison de poursuites, le cout de l'appareillage est considérable du fait qu'il faut disposer de deux systèmes de détecteurs différents avec commutation des circuits de guidage en poursuite entre ces systèmes.
Dans la DE-A-34 22 232 sont décrites des dispositions du type précité selon lesquelles les influences de l'atmosphère sur la propagation du rayon sont compensées par ce qu'il est convenu d'appeler une optique active, afin d'obtenir un petit point focal sur le point d'impact. Mais ici également, il existe en principe la tendance précédemment mentionnée de la dérive du rayon laser de son point d'impact initial sur la cible, laquelle tendance est défavorable dans de nombreux cas d'utilisation) parce que les propriétés réfléchissantes de ce point d'impact diminuent.Partant de la connaissance de ces données, le but de l'invention est de développer les dispositions du type précité par le fait que le rayon laser reste orienté sur le point d'impact dans la cible, une fois celui-ci atteint et que de ce fait, son action thermique continue à s'y concentrer si -comme il est recherchéil s'établit des modifications des propriétés du matériau qui s'opposent à la poursuite par réflexion métallique (glint-trackir,g).
Ce but est atteint par le fait que la réflexion minimale relative dans la zone du point d'impact est évaluée pour le guidage en poursuite du centre du rayon laser. Pour commander le guidage en poursuite du rayon, on monte un circuit d'inversion de phase a la suite d'un détecteur de réflexion pour guider le rayon en poursuite en fonction d'une réflexion minimale relative dans la zone du point d'impact.
On obtient ainsi que le rayon laser ne poursuive pas un point de cible- ayant un reflet métallique maximal (glint > , mais qu'il poursuive pour ainsi dire le reflet négatif, c'est-à-dire en fonction d'un point mat apparaissant dans la cible saisie. Si donc le pouvoir réfléchissant de la surface de la cible diminue sous l'effet du rayon laser, le rayon laser ne sera plus dévié du centre de son action au point d'impact en direction du bord mieux réfléchissant du point d'impact.Grâce au guidage en poursuite sur reflet négatif, le rayon laser maintient automatiquement son centre de rayonnement hautement énergétique, sans qu'il soit besoin de commutation sur le guidage en poursuite sur point chaud (hotspot cracking), sur le point d'effet optimal, donc au centre du point d'impact initial, pour y approfondir encore son effet (par exemple en brûlant en profondeur le matériau de la cible) .
Etant donné qu'on s'oppose maintenant à la dérive du rayon laser, donc du point d'impact en direction des zones de bord de celui-ci dans lesquelies se présentent de meilleures conditions de réflexion, on peut combattre avec le centre hautement énergétique du rayon laser par exemple une zone de la cible faiblement réfléchissante, du fait de sa construction, pour laquelle il peut s'agir, par exemple, d'un cache de détecteur ou d'une ouverture d'optique pour un dispositif de recherche de cible. On peut ainsi obtenir des effets importants avec une énergie relativement faible du rayon laser dans ces zones, fonctionnellement sensibles, de cibles intéressantes, parce que, comme il a été dit, le centre hautement énergétique du rayon laser ne dérive plus vers la zone de bord mieux réfléchissante de la surface de la cible détectée.Dans la réalisation de l'invention, on peut d'abord effectuer une poursuite sur reflet (glint tracking > pour orienter, lors de la recherche de la cible, le rayon laser sur une réflexion maximale, donc sur une zone de la surface de la cible ayant une bonne réflexion ; on effectue ensuite une commutation de poursuite sur reflet négatif pour maintenir le rayon, après son action énergétique sur cette surface de la cible, dans le centre de celle-ci se trouvant sur cette surface, donc sur une réflexion minimale relative.
D'autres développements avantageux de l'invention appara1tront dans les revendications et dans la description ci-après d'un appareillage, å titre d'exemple, pour une réalisation préférée de la solution de l'invention. La figure unique du dessin représente, sous forme de schéma bloc, un agencement pour la poursuite d'une cible par un rayon laser commandé par réflexion sur la cible avec commutation des reflets.
Comme il est représenté sous forme simplifiée symbolique, un laser à haute énergie 1 émet un rayon laser 2. Celui-ci est amené par l'intermédiaire d'un disositif de déviation 3 et par le miroir a déformation commandée 4, à ce qu'il est convenu d'appeler une optique active, et par l'intermédiaire d'un autre dispositif de déviation 5, à une optique télescopique 6. La distance focale de celle-ci peut être réglée électromécaniquement ; le réglage s effectue en fonction de l'énergie réfléchie par la cible 7 détectée par le rayon laser 2, de sorte que le rayon laser 2 est focalisé sur le point d'impact 8 sur la cible 7.
Pour le guidage en poursuite dans l'espace du rayon laser 2 sur la cible 7, on associe à l'optique télescopique 6 une plate-forme 9 avec un miroir 1 qu'on peut régler en azimut et en élévation. Un autre miroir il sur la plate-forme 9 dirige un rayon partiel 12 du rayon laser 12 réfléchi sur le point d'impact 8 vers une optique réceptrice 13 å la suite de laqueile est monté un détecteur 14. A celui-ci est raccordé un circuit d'évaluation 15 qui alimente un groupe de poursuite 16 pour commander la plate-forme 9 et l'optique telescopique 6, ainsi qu'un circuit de commande 17 pour le miroir déformable4.Est également raccordé un circuit d'inversion de phase 18 pouvant être m;is en action en cas de besoin lequel, lors de l'apparition d'une réflexion minimale relative sur la surface du point d'impact 8 sur la cible 7 commute la commande 17 pour le miroir déformable 4 et le groupe de poursuite 16 sur le maintien du centre du rayon laser 2 sur cette réflexion minimale. Le groupe de poursuite 16 peut, par ailleurs, être également commandé par un circuit externe de recherche et de poursuite de cible 19.
Au début du fonctionnement, on effectue une poursuite du reflet maximal pour rechercher une cible 7. Puis le circuit 18 est mis en action de sorte que le circuit d'évaluation 15 pour le rayon réfléchi 12 maintient le rayon laser émis 2 sur une réflexion relative minimale dans la surface de réflexion du point d'impact sur la cible 7 sur lequel la réflexion est remarquablement faible par rapport à l'entourage de ce point. Il peut s'agir ici, par exemple, de la faible réflexion sur une fenêtre de détecteur ou sur un autre dispositif optique de la cible 7, ou bien également de la zone du point d'impact 8 qui réfléchît de plus en plus faiblement sous l'effet de fusion ou de combustion du rayon laser 2 sur le matériau de la cible 7.
En tout cas, le centre hautement énergétique du rayon laser 2 ne dérive plus du point focal initiai vers le bord plus fortement réfléchissant du point d'impact 8, c'est-à-dire que la section du rayon laser 2 ne s'élargit pas en même temps que s'éloigne le bord de plus forte réflexion du point d'impact 8 au contraire, le centre hautement énergétique du rayon laser 2 reste orienté sur le point sur lequel le rayon 2 a été initialement orienté après détection de la cible 7 et dans lequel, en conséquence, il a déjà déployé son effet le plus fort, qui va etre alors encore approfondi.
De façon appropriée, le champ optique de l'optique réceptrice du détecteur 14 est prédéterminé de telle sorte que, pour des données typiques dans le point d'impact 8, il n'inclue qu'un seul minimum de réflexion relatif qui reste également à l'intérieur de ce champ optique lors de la poursuite de la cible 7 en raison du déplacement de celle-ci. On évite ainsi que l'effet thermique du rayon laser 2 sur un point de la cible 7 ne dérive dans la zone d'un autre minimum de réflexion relatif -ne serait-ce que vers le bord de meilleure réflexion du point d'impact 8. Car le but à atteindre est que le centre hautement énergétique du rayon laser 2 déjà au maximum de sa force, continue à rester également le centre de l'action sur la cible.
Mais en ce qui concerne l'appareillage, il est possible, pour sélectionner le point d'impact 8 sur la cible 7, de régler d'abord l'optique réceptrice du détecteur 14 sur un champ optique de surface relativement grande et de retrecir ensuite celui-ci jusqu'à ce qu'on obtienne une saisie univoque d'un minimum de réflexion relative déterminant pour continer le guidage en poursuite du rayon.

Claims (4)

Revendications
1. Procédé pour le guidage en poursuite d'un rayon laser à haute energie sur un point d'impact situé sur une cible réfléchissante, ce pour quoi les propriétés de réflexion relatives sont évaluees dans la zone du point d'impact, caractérisé en ce que la réflexion minimale relative dans la zone du point d'impact est évaluée pour le guidage en poursuite du centre du rayon laser.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on recherche d'abord une évaluation de poursuite d'une réflexion maximale du rayon laser sur la cible, et qu'après l'action de l'énergie thermique du rayon laser sur ce point d'impact, la suite du guidage en poursuite est commutée sur une réflexion minimale relative situee sur ce point.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on règle une optique réceptrice de détecteur pour le guidage en poursuite du rayon sur la saisie d'un seul minimum de réflexion dans la zone du point d'impact.
4. Dispositif pour le guidage en pousuite d'un rayon laser à haute énergie (2) sur un point d'impact (8 > situé sur une cible réfléchissante (7) à l'aide d'un groupe de guidage en poursuite commandé en fonction des propriétés refléchissantes dans la zone du point d'impact (8 > pour faire pivoter dans l'espace et focaliser le rayon laser (2) en fonction du mouvement de la cible < 7), caractérisé en ce que, pour commander le guidage en pousuite du rayon, on monte un circuit d'inversion de phase (18 > à la suite d'un détecteur de réflexion (14) pour le guidage en poursuite du rayon en fonction d'un minimum de réflexion relative dans la zone du point d'impact (8).
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