RU212964U1

RU212964U1 - Active-pulse television night vision device based on solid-state and semiconductor pulsed laser illuminators

Info

Publication number: RU212964U1
Application number: RU2022102071U
Authority: RU
Inventors: Виктор Генрихович Волков; Павел Дмитриевич Гиндин; Владимир Владимирович Карпов; Сергей Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Filing date: 2022-01-31
Publication date: 2022-08-15

Abstract

Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения и касается активно-импульсного телевизионного прибора ночного видения. Прибор содержит блок наблюдения, блок стробирования, импульсный лазерный осветитель на основе твердотельного лазера и полупроводниковый импульсный лазерный осветитель. Блок наблюдения состоит из объектива, узкополосного фильтра, выполненного с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, первый линзовый компонент которой сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй ее компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной камеры. Кроме того, блок наблюдения содержит второй узкополосный фильтр, выполненный с возможностью его замены на первый узкополосный фильтр и компенсирующую плоскопараллельную пластину. Между объективом и узкополосными фильтрами дополнительно введено дихроичное плоское зеркало, оптически сопряженное через плоское зеркало с дополнительно введенным вторым объективом. Технический результат заключается в повышении эффективности поиска объекта наблюдения. 1 ил.

The utility model relates to the field of optoelectronic instrumentation and concerns an active-pulse television night vision device. The device contains an observation unit, a strobing unit, a pulsed laser illuminator based on a solid-state laser, and a semiconductor pulsed laser illuminator. The observation unit consists of an objective, a narrow-band filter that can be replaced by a compensating plane-parallel plate, an image intensifier tube with a microchannel plate, transfer optics, the first lens component of which is focused on the screen of the image converter, and its second component is focused on the CCD array television camera. In addition, the observation unit contains a second narrow-band filter, which can be replaced by the first narrow-band filter and a compensating plane-parallel plate. A dichroic flat mirror is additionally inserted between the objective and narrow-band filters, optically conjugated through a flat mirror with an additionally introduced second objective. The technical result consists in increasing the efficiency of the search for the object of observation. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к активно-импульсным телевизионным приборам ночного видения (АИ ТВ ПНВ).The proposed utility model relates to the technology of optical-electronic surveillance devices, in particular, to active-pulse television night vision devices (AI TV night vision devices).

Известен принятый за аналог АИ ТВ ПНВ (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Достижения в технике видения. М: Техносфера, 2019, с. 48, рис. 1.3.2). Он содержит блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП), оптики переноса, первый линзовый компонент которой сфокусирован ан экран ЭОП, а второй ее компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной (ТВ) камеры, подключенной к ТВ монитору. АИ ТВ ПНВ содержит импульсный лазерный осветитель (ИЛО). Он состоит из блока накачки, импульсного лазерного полупроводникового излучателя (ИЛПИ) и объектива формирования излучения (ОФИ). Выход блока накачки подключен к ИЛПИ, на излучающую поверхность которого сфокусирован ОФИ. АИ ТВ ПНВ содержит блок стробирования, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора импульсов (ЗГИ), блока регулируемой задержки (БРЗ) и формирователя стробирующих импульсов. При этом первый выход ЗГИ подключен к блоку накачки, второй выход - к БРЗ, а выход ФСИ подключен к МКП ЭОП.Known as an analogue of AI TV NVG (see Volkov V.G., Gindin P.D. Achievements in vision technology. M: Technosfera, 2019, p. 48, Fig. 1.3.2). It contains an observation unit consisting of a lens installed in series on the optical axis, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an electron-optical converter (IOC) with a microchannel plate (MCP), transfer optics, the first lens component of which is focused on the screen of the image intensifier tube , and its second component is focused on the CCD matrix of a television (TV) camera connected to a TV monitor. AI TV NVD contains a pulsed laser illuminator (PIL). It consists of a pumping unit, a pulsed laser semiconductor emitter (PLSI) and a radiation shaping objective (OFI). The output of the pumping unit is connected to the ILPI, on the radiating surface of which the OFI is focused. AI TV NVD contains a strobing unit, consisting of a master pulse generator (MPG), a variable delay unit (BRZ) and a strobing pulse shaper connected in series. In this case, the first output of the ZGI is connected to the pumping unit, the second output is connected to the BRZ, and the output of the FSI is connected to the MCP image intensifier tube.

Недостатком АИ ТВ ПНВ является его низкая дальность действия из-за сравнительно малой мощности излучения ИЛО на базе ИЛПИ и широкого угла его подсвета. АИ ТВ ПНВ имеет сравнительно низкую степень защиты от световых помех, которая определяется скважностью работы прибора. Для устройства-аналога эта скважность невелика из-за высокой частоты работы ИЛПИ - до 5 кГц и составляет 2×10³. Кроме того, недостатком устройства-аналога является низкая эффективность поиска объекта наблюдения при работе устройства в активно-импульсном (АИ) режиме. Происходит это за счет очень узкого угла подсвета ИЛО, а также из-за необходимости вести поиск еще и по глубине сравнительно узким стробом. В связи с этим поиск и обнаружение объекта осуществляется в широкопольном пассивном режиме, а распознавание объекта - в АИ режиме. Однако дальность действия АИ ТВ ПНВ при его работе в пассивном режиме даже при нормальной прозрачности атмосферы и нормированном уровне естественной ночной освещенности (ЕНО) будет существенно ниже, чем при работе в АИ режиме. Это исключает возможность поиска на предельных дальностях действия, соответствующим возможностям АИ режима. При пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.), при падении уровня ЕНО и при воздействии световых помех поиск в пассивном режиме становится и вовсе невозможным.The disadvantage of AI TV NVD is its low range due to the relatively low radiation power of the PLD based on the ILPI and the wide angle of its illumination. AI TV NVD has a relatively low degree of protection against light interference, which is determined by the duty cycle of the device. For an analog device, this duty cycle is small due to the high frequency of the ILPI - up to 5 kHz and is 2×10 ³ . In addition, the disadvantage of the analog device is the low efficiency of the search for the object of observation when the device is operating in active-pulse (AI) mode. This happens due to the very narrow angle of illumination of the ILO, and also because of the need to search also in depth with a relatively narrow strobe. In this regard, the search and detection of an object is carried out in a wide-field passive mode, and object recognition - in AI mode. However, the range of AI TV NVD when operating in passive mode, even with normal atmospheric transparency and a normalized level of natural night illumination (NLL), will be significantly lower than when operating in AI mode. This eliminates the possibility of searching at the maximum ranges corresponding to the capabilities of the AI mode. With a reduced transparency of the atmosphere (haze, fog, rain, snowfall, etc.), with a drop in the EHO level and under the influence of light interference, searching in a passive mode becomes completely impossible.

Известен принятый за прототип АИ ТВ ПНВ (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Достижения в технике видения. М: Техносфера, 2019, с. 47, рис. 1.3.1). Он содержит такой же блок наблюдения и блок стробирования, как и в устройстве- аналоге. ИЛО, выполненный на основе твердотельного лазера, состоит из последовательно установленных на оптической оси фотоприемного устройства, частично отражающего зеркала резонатора, активной среды, полупрозрачного зеркала резонатора, модулятора добротности на основе ячейки Поккельса, подключенной к своему блоку питания, и обращенной телескопической системы Галилея. Выход фотоприемного устройства через усилитель подключен ко входу ЗГИ блока стробирования. ИЛО содержит эллиптический зеркальный отражатель, в одном фокусе активная среда, а в другом фокусе - трубчатая лампа накачки, подключенная к своему блоку питания.Known for the prototype AI TV NVG (see Volkov V.G., Gindin P.D. Achievements in vision technology. M: Technosfera, 2019, p. 47, Fig. 1.3.1). It contains the same observation unit and strobe unit as in the analogue device. The PLR based on a solid-state laser consists of a photodetector installed in series on the optical axis, a partially reflecting resonator mirror, an active medium, a translucent resonator mirror, a Q-switch based on a Pockels cell connected to its own power supply, and an inverted Galileo telescopic system. The output of the photodetector is connected through an amplifier to the input of the OGI of the strobing unit. The ILO contains an elliptical mirror reflector, an active medium in one focus, and a tubular pump lamp connected to its own power supply in the other focus.

Достоинством устройства по сравнению с устройством-аналогом является резкое увеличение дальности действия за счет резкого повышения мощности излучения и резкого сужения угла подсвета ИЛО. Резко возрастает степень защиты от световых помех благодаря значительному повышению скважности работы АИ ТВ ПНВ из-за малой частоты работы ИЛО: 50 Гц. При этом скважность и соответственно степень защиты от световых помех возрастает до 2×10⁶. Однако по-прежнему остается низкая эффективность поиска.The advantage of the device in comparison with the analogue device is a sharp increase in the range of action due to a sharp increase in the radiation power and a sharp narrowing of the illumination angle of the ILO. The degree of protection against light interference increases sharply due to a significant increase in the duty cycle of the AI TV NVD due to the low frequency of the ILO: 50 Hz. In this case, the duty cycle and, accordingly, the degree of protection against light interference increases to 2×10 ⁶ . However, search efficiency still remains low.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности поиска объекта наблюдения.The objective of the proposed utility model is to increase the efficiency of the search for the object of observation.

Указанная задача решается тем, что активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения, содержащий блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, первый линзовый компонент которой сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй ее компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, блок стробирования, содержащий последовательно соединенные задающий генератор импульсов, блок регулируемой задержки и формирователь стробирующих импульсов, выход которого подключен к микроканальной пластине, импульсный лазерный осветитель на основе твердотельного лазера, состоящий из последовательно установленных на оптической оси фотоприемного устройства, частично отражающего зеркала резонатора, активной среды, полупрозрачного зеркала резонатора, модулятора добротности на основе ячейки Поккельса, подключенной к своему блоку питания, и обращенной телескопической системы Галилея, частично отражающее зеркало резонатора выполнено непрозрачным, импульсный лазерный осветитель содержит также эллиптический зеркальный отражатель, в одном фокусе активная среда, а в другом фокусе -трубчатая лампа накачки, подключенная к своему блоку питания, выход фотоприемного устройства подключен через усилитель ко входу задающего генератора импульсов, отличающийся тем, что в блоке наблюдения на выходе объектива дополнительно введен второй узкополосный фильтр с возможностью его замены на первый узкополосный фильтр и компенсирующую плоскопараллельную пластину, между объективом и взаимозаменяемыми узкополосными фильтрами и компенсирующей плоскопараллельной пластиной дополнительно введено дихроичное плоское зеркало, оптически сопряженное через дополнительно введенное плоское зеркало с дополнительно введенным вторым объективом, дополнительно содержит полупроводниковый импульсный лазерный осветитель, содержащий блок накачки, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и объектив формирования излучения, который сфокусирован на импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, ко входу которого подключен блок накачки, вход которого подключен к выходу фотоприемного устройства.This problem is solved by the fact that an active-pulse television night vision device containing an observation unit consisting of a narrow-band filter installed in series on the optical axis of the lens, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image intensifier tube with a microchannel plate, transfer optics, first the lens component of which is focused on the screen of the electron-optical converter, and its second component is focused on the CCD matrix of a television camera connected to a television monitor, a strobing unit containing a master pulse generator connected in series, an adjustable delay unit and a strobing pulse shaper, the output of which is connected to a microchannel plate, a pulsed laser illuminator based on a solid-state laser, consisting of a photodetector installed in series on the optical axis, a partially reflecting resonator mirror, an active medium, a half a transparent resonator mirror, a Q-switch based on a Pockels cell connected to its own power supply, and an inverted Galilean telescopic system, a partially reflecting resonator mirror is opaque, a pulsed laser illuminator also contains an elliptical mirror reflector, an active medium is in one focus, and an active medium is in the other focus a tubular pump lamp connected to its power supply, the output of the photodetector is connected through an amplifier to the input of the master pulse generator, characterized in that the second narrow-band filter is additionally introduced in the observation unit at the lens output with the possibility of replacing it with the first narrow-band filter and a compensating plane-parallel plate, between the lens and interchangeable narrow-band filters and a compensating plane-parallel plate, a dichroic flat mirror is additionally inserted, optically coupled through an additionally inserted flat mirror with an additionally inserted second objective , additionally contains a semiconductor pulsed laser illuminator, containing a pumping unit, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation formation lens, which is focused on a pulsed laser semiconductor emitter, to the input of which a pumping unit is connected, the input of which is connected to the output of the photodetector.

Указанная задача решается благодаря дополнительному вводу в устройство полупроводникового импульсного лазерного осветителя, а также вводу в блок наблюдения дополнительного объектива.This problem is solved due to the additional input of a semiconductor pulsed laser illuminator into the device, as well as the input of an additional lens into the observation unit.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже фиг. 1. Устройство содержит блок наблюдения 1, блок стробирования 2, твердотельный импульсный лазерный осветитель (ИЛО) 3, полупроводниковый ИЛО 4. Блок наблюдения 1 состоит из последовательно установленных на оптической оси первого объектива 5, дихроичного плоского зеркала 6, первого узкополосного фильтра 7 с возможностью его замены на второй узкополосный фильтр 8 и на компенсирующую плоскопараллельную пластину 9, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 10 с микроканальной пластиной (МКП) 11, оптику переноса 12, первый линзовый компонент 13 которой сфокусирован на экран ЭОП 10, а второй ее линзовый компонент 14 сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной (ТВ) камеры 15, подключенной к ТВ монитору 16. Блок наблюдения 1 содержит также второй объектив 17, оптически сопряженный через плоское зеркало 18 с дихроичным плоским зеркалом 6. Твердотельный ИЛО 3 содержит последовательно установленные на оптической оси фотоприемное устройство (ФПУ) 19, частично отражающее зеркало резонатора 20, активную среду 21, полупрозрачное зеркало резонатора 22, модулятор добротности 23 на основе элемента Поккельса, подключенного к своему блоку питания 24, и обращенной телескопической системы Галилея 25. ИЛО 3 содержит эллиптический зеркальный отражатель 26, трубчатую лампу накачки 27, подключенную к своему блоку питания 28. Полупроводниковый ИЛО 4 содержит блок накачки 29, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель (ИЛПИ) 30 и объектив формирования излучения (ИЛО) 31, сфокусированный на ИЛПИ 30. К его входу подключен блок накачки 29. Блок стробирования 2 содержит последовательно соединенные задающий генератор импульсов (ЗГИ) 32, блок регулируемой задержки (БРЗ) 33 и формирователь стробирующих импульсов (ФСИ) 34, выход которого подключен к МКП И. ФПУ 19 подключен через усилитель 35 ко входу ЗГИ 32 и непосредственно ко входу блока накачки 29.The block diagram of the proposed device is shown in Fig. 1. The device includes an observation unit 1, a strobing unit 2, a solid-state pulsed laser illuminator (PSI) 3, a semiconductor PIL 4. The observation unit 1 consists of the first objective 5, a dichroic flat mirror 6, the first narrow-band filter 7, mounted in series on the optical axis, with the ability to its replacement with a second narrow-band filter 8 and a compensating plane-parallel plate 9, an image intensifier tube (IOC) 10 with a microchannel plate (MCP) 11, transfer optics 12, the first lens component 13 of which is focused on the screen of the image tube 10, and its second lens component 14 is focused on the CCD matrix of a television (TV) camera 15 connected to a TV monitor 16. Observation unit 1 also contains a second lens 17, optically coupled through a flat mirror 18 with a dichroic flat mirror 6. Solid-state ILO 3 contains a photodetector mounted in series on the optical axis (FPU) 19, partially reflecting resonator mirror 20, active 21, a translucent resonator mirror 22, a Q-switch 23 based on a Pockels element connected to its own power supply 24, and an inverted Galileo telescopic system 25. ILO 3 contains an elliptical mirror reflector 26, a tubular pump lamp 27 connected to its own power supply 28 The semiconductor ILO 4 contains a pumping unit 29, a pulsed laser semiconductor emitter (PLSI) 30 and a radiation shaping lens (ILS) 31 focused on the ILPI 30. A pumping unit 29 is connected to its input. ) 32, an adjustable delay unit (BRZ) 33 and a gating pulse shaper (FSI) 34, the output of which is connected to the MCP I. FPU 19 is connected through an amplifier 35 to the input of the ZGI 32 and directly to the input of the pump unit 29.

Дихроичное плоское зеркало 6 пропускает в области спектра 0,4-1,1 мкм и отражает на дли не волны 1,06 мкм. Первый узкополосный фильтр 7 пропускает на дли не волны 0,85 мкм, а второй узкополосный фильтр 8 пропускает на дли не волны 1,06 мкм. Фильтр 7 имеет полосу пропускания, равную спектральной полосе излучения ИЛПИ 30, излучающего на длине волны 0,85 мкм, а фильтр 8 полосу пропускания, равную спектральной полосе излучения активной среды 21, излучающей на длине волны 1,06 мкм. Фотокатод ЭОП 10 работает в области спектра 0,4-1,2 мкм. Экран ЭОП 10 излучает в области спектра 0,53-0,56 мкм. Матрица ПЗС ТВ камеры 15 работает в области спектра 0,4-1,1 мкм. ФПУ 19 работает в области спектра 0,8-1,7 мкм. Зеркало 20 пропускает не более 10^-5% лазерного излучения на длине волны 1,06 мкм. Первый объектив 5 работает в области спектра 0,4-0,9 мкм, а второй объектив 17 - на длине волны 1,06 мкм.Dichroic flat mirror 6 transmits in the spectral region 0.4-1.1 µm and reflects at a wavelength of 1.06 µm. The first narrow band filter 7 passes at a wavelength of 0.85 µm, and the second narrow band filter 8 passes at a wavelength of 1.06 µm. Filter 7 has a bandwidth equal to the spectral bandwidth of the ILPI 30 emitting at a wavelength of 0.85 µm, and filter 8 has a bandwidth equal to the spectral bandwidth of the active medium 21 emitting at a wavelength of 1.06 µm. The photocathode image intensifier tube 10 operates in the spectral region of 0.4-1.2 μm. Screen image intensifier tube 10 emits in the spectral region of 0.53-0.56 microns. Matrix CCD TV camera 15 operates in the spectral region of 0.4-1.1 μm. FPU 19 operates in the spectral region of 0.8-1.7 μm. Mirror 20 transmits no more than 10 ^-5 % of laser radiation at a wavelength of 1.06 μm. The first lens 5 operates in the spectral range of 0.4-0.9 μm, and the second lens 17 operates at a wavelength of 1.06 μm.

Устройство работает следующим образом. При функционировании в пассивном режиме излучение звезд и Луны, определяющее уровень естественной ночной освещенности (ЕНО), отражается от объекта, окружающего его фона и приходит в объектив 5. При этом фильтры 7, 8 выведены из хода лучей, а вместо них в ход лучей введена компенсирующая плоскопараллельная пластина 9. Излучение проходит через дихроичное плоское зеркало 6 и пластину 9 на фотокатод ЭОП 10, на котором первый объектив 5 создает изображение объекта и фона. ЭОП 10 преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 11. Изображение с экрана ЭОП 10 с помощью оптики переноса 12 (ее первого 13 и второго 14 линзовых компонентов) переносится на матрицу ПЗС ТВ камеры 15. Она преобразует изображение в видеосигнал, который поступает в ТВ монитор 16. Оператор наблюдает изображение с экрана ТВ монитора 16, осуществляя поиск и обнаружение объекта в широком угле поля зрения. Если в силу указанных выше причин это становится невозможным, то АИ ТВ ПНВ переводится в активно-импульсный (АИ) режим работы.The device works as follows. When operating in the passive mode, the radiation of the stars and the Moon, which determines the level of natural night illumination (ENO), is reflected from the object surrounding its background and enters the lens 5. At the same time, filters 7, 8 are removed from the path of the rays, and instead of them, compensating plane-parallel plate 9. The radiation passes through a dichroic flat mirror 6 and plate 9 to the photocathode of the image intensifier tube 10, on which the first lens 5 creates an image of the object and the background. The image intensifier tube 10 converts the image into a visible one and enhances it in brightness using the MCP 11. The image from the screen of the image intensifier tube 10 using the transfer optics 12 (its first 13 and second 14 lens components) is transferred to the CCD matrix of the TV camera 15. It converts the image into a video signal, which enters the TV monitor 16. The operator observes the image from the screen of the TV monitor 16, searching for and detecting an object in a wide field of view. If, due to the above reasons, this becomes impossible, then the AI TV NVD is transferred to the active-pulse (AI) mode of operation.

При этом для поиска и обнаружения объекта при работе устройства в АИ режиме включаются блок стробирования 2 и полупроводниковый ИЛО 4. В блоке наблюдения 1 вместо компенсирующей плоскопараллельной пластины 9 вводится первый узкополосный фильтр 7. В ИЛО 3 работает активная среда 21 от своего блока питания 28. В процессе работы ИЛО 3, которая будет описана ниже, на ФПУ 19 с выхода зеркала резонатора 20 поступает импульс лазерного излучения, которое преобразуется в ФПУ 19 в электрические импульсы, которые поступают одновременно на вход ЗГИ 32, предварительно усиленные в усилителе 35, и непосредственно на вход блока накачки 29. Он создает импульсы тока накачки, которыми возбуждается ИЛПИ 30. Он генерирует и импульсы излучения на длине волны 0,85 мкм. Они приходят в ОФИ 31, который коллимирует импульсы излучения и направляет их на местность, создавая на ней широкоугольное пятно подсвета. Импульсы излучения, отраженные от оптических или оптико-электронных средств объекта, приходят в блок наблюдения 1. Его первый объектив 5 принимает излучение и создает изображение на экране ЭОП 10. При этом излучение проходит через дихроичное плоское зеркало 6 и первый фильтр 7, который осуществляет селекцию полезного изображения на фоне случайных световых помех. До прихода импульса излучения на фотокатод ЭОП 10 его МКП 11 заперта напряжением постоянного смещения, подаваемого с выхода ФСИ 34. Электрические импульсы с выхода ФПУ 19 усиливаются в усилителе 35 м подаются на вход ЗГИ 32. Он работает в ждущем режиме и преобразует электрические импульсы в синхроимпульсы, которые поступают в БРЗ 33. В нем формируется плавно регулируемая задержка. Синхроимпульсы с выхода БРЗ 33 приходят на вход ФМИ 34. В момент прихода импульса излучения на фотокатод ЭОП 10 ФСИ 34 подает на МКП 11 импульсы напряжения (стробирующие импульсы). Их амплитуда равна амплитуде напряжения постоянного смещения и противоположна ему по знаку. Благодаря этому МКП 11 отпирается на время действия стробирующих импульсов. При этом ЭОП 10 преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Изображение с экрана ЭОП 10 с помощью оптики переноса 12 (ее первого 13 и второго 14 линзовых компонентов) переносится на матрицу ПЗС ТВ камеры 15. Она преобразует изображение в видеосигнал, который поступает в ТВ монитор 16. Оператор плавно регулирует задержку в БРЗ 33 до тех пор, пока она не станет равной времени прохождения импульса излучения расстояния от устройства до объекта и обратно. При этом оператор увидит изображение с экрана ТВ монитора 16. Этим объектом являются блики от лазерного излучения подсвета, возникающие при отражении лазерного излучения от оптических или оптико-электронных средств объекта. Найдя в широком угле поля зрения АИ ТВ ПНВ, определяемом углом подсвета ИЛО 4 эти объекты, оператор таким образом осуществляет поиск и обнаружение объектов по бликам. Оператор после обнаружения блоков переводит их в центр поля зрения блока наблюдения 1. Дальность обнаружения объектов по бликам равна или превышает дальность их распознавания в АИ режиме. При этом поиск и обнаружение объектов осуществляется при любом уровне ЕНО вплоть до полной темноты, как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы, и при воздействии световых помех.In this case, to search and detect an object when the device is operating in the AI mode, the gating unit 2 and the semiconductor ILO 4 are turned on. In the observation unit 1, instead of the compensating plane-parallel plate 9, the first narrow-band filter 7 is introduced. In the ILO 3, the active medium 21 operates from its power supply 28. During the operation of the ILO 3, which will be described below, the FPU 19 receives a pulse of laser radiation from the output of the resonator mirror 20, which is converted in the FPU 19 into electrical pulses that are fed simultaneously to the input of the ZGI 32, pre-amplified in the amplifier 35, and directly to the input of the pump unit 29. It creates pump current pulses, which excite the ILPI 30. It also generates radiation pulses at a wavelength of 0.85 μm. They come to OFI 31, which collimates the radiation pulses and directs them to the terrain, creating a wide-angle spot of illumination on it. The radiation pulses reflected from the optical or optoelectronic means of the object come to the observation unit 1. Its first lens 5 receives the radiation and creates an image on the image intensifier tube 10. In this case, the radiation passes through the dichroic flat mirror 6 and the first filter 7, which performs the selection useful image against the background of random light interference. Prior to the arrival of the radiation pulse at the photocathode 10, its MCP 11 is locked by a DC bias voltage supplied from the FSI 34 output. , which enter the BRZ 33. It forms a smoothly adjustable delay. Synchronization pulses from the output of the BRZ 33 come to the input of the FMI 34. At the moment of arrival of the radiation pulse at the photocathode of the image intensifier tube 10, the FSI 34 supplies voltage pulses (strobe pulses) to the MCP 11. Their amplitude is equal to the DC bias voltage amplitude and opposite in sign. Thanks to this, the MCP 11 is unlocked for the duration of the strobe pulses. In this case, the image intensifier tube 10 converts the image into a visible one and enhances it in brightness. The image from the image intensifier tube 10 with the help of transfer optics 12 (its first 13 and second 14 lens components) is transferred to the CCD matrix of the TV camera 15. It converts the image into a video signal that enters the TV monitor 16. The operator smoothly adjusts the delay in the BRZ 33 until until it becomes equal to the time of passage of the radiation pulse from the distance from the device to the object and back. In this case, the operator will see the image from the screen of the TV monitor 16. This object is the glare from the laser radiation of the illumination that occurs when the laser radiation is reflected from the optical or optoelectronic means of the object. Having found these objects in the wide angle of the field of view of the AI TV NVD, determined by the illumination angle of the ILO 4, the operator thus searches for and detects objects by glare. The operator, after detecting the blocks, transfers them to the center of the field of view of the observation unit 1. The detection range of objects by glare is equal to or exceeds the range of their recognition in AI mode. In this case, the search and detection of objects is carried out at any level of EHO up to complete darkness, both at normal and at reduced atmospheric transparency, and under the influence of light interference.

После обнаружения объекта оператор переходит к его распознаванию. При этом включается ИЛО 3, а в ход лучей в блоке наблюдения 1 вводится вместо фильтра 7 фильтр 8, работающий на длине волны ИЛО 3, равной 1,06 мкм. Фильтр 8 осуществляет спектральную селекцию объекта на фоне световых помех. В этом случае работает второй объектив 17 и ИЛО 3. В нем под воздействием блока питания 28 возбуждается трубчатая лампа накачки 27. Поскольку она находится в одном фокусе эллиптического отражателя 35, а активная среда 21 - в другом его фокусе, то излучение лампы накачки полностью концентрируется на активной среде 21, осуществляя ее накачку. В активной среде 21 возникает стимулированное лазерное излучение. Оно усиливается в резонаторе, образованном зеркалами 20 и 22. Незначительная часть этого импульсного лазерного излучения передается в ФПУ 19. Главная часть излучения выходит из зеркала 22 и передается в модулятор добротности 23. На него подается питание от блока питания модулятора добротности 24. В результате модулятор 23 формирует режим модулированной добротности, вынуждающей ИЛО 3 генерировать короткие и мощные импульсы лазерного излучения. Они коллимируются с помощью обращенной телескопической системы Галилея' 25, направляются на объект наблюдения и создают на нем пятно подсвета. При этом угол подсвета не превышает 10-15', достаточным для подсвета только объекта. При этом первый объектив 5 не работает. Второй объектив 17 создает изображение объекта на фотокатоде ЭОП 10. При этом излучение последовательно отражается от плоского зеркала 18 и дихроичного плоского зеркала 6. Далее устройство работает так, как это было описано выше. При этом оператор наблюдает изображение объекта и распознает его.After detecting the object, the operator proceeds to its recognition. In this case, the ILO 3 is switched on, and instead of the filter 7, the filter 8 is introduced into the path of the rays in the observation unit 1, operating at a wavelength of the ILO 3, equal to 1.06 μm. Filter 8 performs spectral selection of the object against the background of light noise. In this case, the second lens 17 and ILO 3 work. In it, under the influence of the power supply 28, the tubular pump lamp 27 is excited. Since it is in one focus of the elliptical reflector 35, and the active medium 21 is in its other focus, the pump lamp radiation is completely concentrated on the active medium 21, pumping it. In the active medium 21, stimulated laser radiation occurs. It is amplified in the resonator formed by mirrors 20 and 22. An insignificant part of this pulsed laser radiation is transmitted to the FPU 19. The main part of the radiation leaves the mirror 22 and is transmitted to the Q-switch 23. It is powered by the power supply of the Q-switch 24. As a result, the modulator 23 generates a Q-switched mode, forcing the ILO 3 to generate short and powerful pulses of laser radiation. They are collimated with the help of Galileo's inverted telescopic system'25, are directed to the object of observation and create an illumination spot on it. In this case, the illumination angle does not exceed 10-15', which is sufficient to illuminate only the object. In this case, the first lens 5 does not work. The second lens 17 creates an image of the object on the photocathode of the image intensifier tube 10. In this case, the radiation is successively reflected from a flat mirror 18 and a dichroic flat mirror 6. Further, the device operates as described above. In this case, the operator observes the image of the object and recognizes it.

В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.At present, a schematic diagram of the device has been developed and its prototyping has been completed.

Таким образом, благодаря дополнительному вводу в устройство полупроводникового импульсного лазерного осветителя, а также вводу в блок наблюдения дополнительного объектива повышается эффективность поиска объекта наблюдения.Thus, due to the additional introduction of a semiconductor pulsed laser illuminator into the device, as well as the introduction of an additional lens into the observation unit, the efficiency of the search for the object of observation increases.

Claims

An active-pulse television night vision device, containing an observation unit consisting of a narrow-band filter installed in series on the optical axis of the lens, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image intensifier tube with a microchannel plate, transfer optics, the first lens component of which is focused on the screen electron-optical converter, and its second component is focused on the CCD matrix of a television camera connected to a television monitor, a strobing unit containing a master pulse generator connected in series, an adjustable delay unit and a gate pulse shaper, the output of which is connected to a microchannel plate, a pulsed laser illuminator on based on a solid-state laser, consisting of a photodetector installed in series on the optical axis, a partially reflecting resonator mirror, an active medium, a semitransparent resonator mirror, a mode a Q-factor based on a Pockels cell connected to its own power supply and an inverted Galilean telescopic system, the partially reflecting resonator mirror is made opaque, the pulsed laser illuminator also contains an elliptical mirror reflector, an active medium is in one focus, and a tubular pump lamp is in the other focus, connected to its power supply, the output of the photodetector is connected through an amplifier to the input of the master pulse generator, characterized in that the second narrow-band filter is additionally introduced in the observation unit at the lens output with the possibility of replacing it with the first narrow-band filter and a compensating plane-parallel plate between the lens and interchangeable narrow-band filters and a compensating plane-parallel plate, a dichroic flat mirror is additionally introduced, optically conjugated through an additionally introduced flat mirror with an additionally introduced second objective, additionally contains a semi-wire daytime pulsed laser illuminator containing a pumping unit, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation shaping lens, which is focused on a pulsed laser semiconductor emitter, to the input of which a pumping unit is connected, the input of which is connected to the output of a photodetector.