RU2333519C2

RU2333519C2 - Input optics masking device for optical instruments

Info

Publication number: RU2333519C2
Application number: RU2006101924/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Заморянский
Original assignee: Закрытое акционерное общество "МИКРОЗОНД"
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2008-09-10
Also published as: RU2006101924A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: masking device includes optical cell containing element with partial reflection of spot radiation represented by partially reflecting mirror provided either inside additional split light-separating prism, or on its internal surface at an angle 12° to 45° to optical axis of input optics. Light traps are arranged within spot radiation reflection path from the aforesaid mirror. Light traps can be made as light-absorbing coatings applied either on cell surface or on lateral surfaces of split prism, or as blackbodies. The mirror coating of partially reflecting mirror can be provided with transmission factor within 6 to 60%.

EFFECT: effective masking of optical system from spot radiation due to high or specified degree of reflected spot radiation suppression.

5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к устройствам входной оптики оптических систем, в частности к конструктивным элементам маскировки входной оптики оптических приборов, например к конструктивным элементам защиты входной оптики оптических и оптико-электронных систем, в том числе прицелов, телевизионных приборов наблюдения и разведки, оптических дальномеров и т.д.The invention relates to the field of optical instrumentation, and in particular to devices for the input optics of optical systems, in particular, to structural elements for masking the input optics of optical devices, for example, to structural elements for protecting the input optics of optical and optoelectronic systems, including sights, television observation devices, and intelligence, optical rangefinders, etc.

Известно защитное устройство входной оптики оптических приборов, содержащее входной отражающий элемент с отражающим покрытием, причем отражающее покрытие нанесено на лицевую поверхность элемента с возможностью при лоцировании входного отражающего элемента отражения падающего на отражающее покрытие внешнего лоцирующего излучения в направлении источника внешнего лоцирующего излучения и обеспечения работоспособности оптических и оптико-электронных приборов через остальную прозрачную часть входной оптики (патент РФ 2215970, 7 F41G 1/32, F41G 1/38, опубл. 2003.11.10).A protective device for the input optics of optical devices is known, comprising an input reflective element with a reflective coating, the reflective coating being applied to the front surface of the element with the possibility of reflecting the external incident radiation incident on the reflecting coating in the direction of the external source radiation source and ensuring the operability of optical and optoelectronic devices through the rest of the transparent part of the input optics (RF patent 2215970, 7 F41G 1/32, F41G 1 / 38, publ. 2003.11.10).

Недостатком устройства является то, что покрытия не обеспечивают необходимой при данном уровне техники степени ослабления отраженного лазерного излучения.The disadvantage of this device is that the coatings do not provide the degree of attenuation of reflected laser radiation necessary for a given level of technology.

Известна оптическая кювета к прицелу ОП-4 для защиты от лазерного излучения, содержащая ослабитель лазерного излучения в виде пары диэлектриков стекло-жидкость, помещенная в фокальной плоскости прибора, характеризуемая тем, что снижение мощности лазерного излучения, поступающего в прибор, осуществляется частичным отражением на клиновидных окнах кюветы, а также преобразованием излучения в тепловую энергию внутри поглощающей жидкости, приводящей к ее температурной конвекции и вызывающей турбулентное искривление волнового фронта распространения лазерного излучения (заявка на изобретение РФ №2003124728, G02B 27/48, опубл. 2005.02.27).Known optical cuvette for the sight OP-4 for protection against laser radiation, containing a laser radiation attenuator in the form of a pair of glass-liquid dielectrics, placed in the focal plane of the device, characterized in that the reduction in the power of laser radiation entering the device is carried out by partial reflection on wedge-shaped the cell windows, as well as the conversion of radiation into thermal energy inside the absorbing liquid, leading to its temperature convection and causing turbulent curvature of the wavefront of the distribution laser radiation elimination (application for invention of the Russian Federation No. 2003124728, G02B 27/48, publ. 2005.02.27).

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает необходимой при данном уровне техники степени ослабления отраженного лазерного излучения, т.к. отраженного излучения недостаточно, чтобы зарегистрировать наличие оптического устройства на пути излучения.The disadvantage of this device is that it does not provide the degree of attenuation of reflected laser radiation necessary for a given level of technology, because reflected radiation is not enough to detect the presence of an optical device in the radiation path.

В основу изобретения положена задача создания недорогого и удобного в применении устройства для маскировки входной оптики оптических приборов, в котором используется в качестве маскирующего элемента частично прозрачное зеркало, установленное под углом к оптической оси устройства от 12° до 45°. На пути отражения лоцирующего излучения от этого зеркала установлены световые ловушки. Этим достигается очень высокая (или требуемая по условиям работы) степень подавления отраженного лоцирующего излучения, что обеспечивает эффективную маскировку оптической системы от лоцирующего излучения.The basis of the invention is the creation of an inexpensive and easy-to-use device for masking the input optics of optical devices, in which a partially transparent mirror is used as a masking element, mounted at an angle from 12 ° to 45 ° to the optical axis of the device. On the path of reflection of the locating radiation from this mirror, light traps are installed. This achieves a very high (or required by the working conditions) degree of suppression of reflected locating radiation, which provides effective masking of the optical system from the locating radiation.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для маскировки входной оптики оптических приборов, включающем оптическую кювету, содержащую элемент с частичным отражением излучения, в качестве частично отражающего лоцирующее излучение элемента использовано частично отражающее зеркало, установленное внутри дополнительной составной светоделительной призмы или выполненное на ее внутренней поверхности под углом к оптической оси входной оптики от 12° до 45°, а на пути отражения лоцирующего излучения от вышеуказанного зеркала установлены световые ловушки.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the device for masking the input optics of optical instruments, including an optical cuvette containing an element with partial reflection of radiation, a partially reflecting mirror installed inside an additional composite beam splitting prism or made on it is used as a partially reflecting radiation element. inner surface at an angle to the optical axis of the input optics from 12 ° to 45 °, and on the reflection path of the locating radiation I am from above mirror mounted light traps.

Световые ловушки могут быть выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на поверхность кюветы, в виде абсолютно черных тел или в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на боковые поверхности составной призмы.Light traps can be made in the form of light-absorbing coatings deposited on the surface of the cell, in the form of completely black bodies or in the form of light-absorbing coatings deposited on the side surfaces of a composite prism.

Зеркальное покрытие частично отражающего зеркала может быть выполнено с коэффициентом пропускания от 6 до 60%.Mirror coating of a partially reflecting mirror can be performed with a transmittance of 6 to 60%.

Применение частично прозрачного зеркала, установленного под углом к оптической оси устройства от 12° до 45°, и световых ловушек, установленных на пути отражения излучения от вышеуказанного зеркала, позволяет решить задачу уменьшения отраженного обратно в сторону приемника локатора лоцирующего излучения и, тем самым, обеспечения маскировки оптической системы простыми, надежными и дешевыми средствами.The use of a partially transparent mirror mounted at an angle to the optical axis of the device from 12 ° to 45 °, and light traps installed on the path of reflection of radiation from the above mirror, allows to solve the problem of reducing the locating radiation reflected back to the receiver side and, thus, ensuring masking the optical system with simple, reliable and cheap means.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема устройства для маскировки входной оптики оптических приборов и показано его размещение относительно маскируемого оптического прибора.The invention is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a device for masking the input optics of optical devices and shows its location relative to the masked optical device.

На чертеже кювета (насадка) 1 предлагаемого защитного устройства расположена перед входной оптикой 2 защищаемой оптической системы 3. На оптической оси (она показана пунктирной линией) входной оптики 2 помещено частично прозрачное зеркало 4. С двух сторон от него помещены оптические ловушки 5 и 6. Частично прозрачное зеркало 4 может быть выполнено на внутренней поверхности составной призмы (не показана).In the drawing, the cuvette (nozzle) 1 of the proposed protective device is located in front of the input optics 2 of the protected optical system 3. On the optical axis (it is shown by the dashed line) of the input optics 2, a partially transparent mirror is placed 4. Optical traps 5 and 6 are placed on both sides of it. A partially transparent mirror 4 may be formed on the inner surface of a composite prism (not shown).

В отсутствие предлагаемого нами устройства лоцирующее излучение лазерного локатора попадает на входную оптику оптической системы и частично отражается обратно в сторону приемника локатора. По отраженному от входной оптики лоцирующему излучению приемник локатора выявляет как наличие оптического устройства, так и направление на него излучения. Количество отраженного обратно к локатору света определяется особенностями конструкции оптической системы, качеством просветления и состоянием поверхности линз (наличие на его поверхности пленок воды, масел и т.п.). Чем больше лоцирующего излучения отражается от входной оптики в сторону приемника локатора, тем с большего расстояния локатор может выявить наличие оптической системы. При отсутствии предлагаемого устройства интегральное количество возвращаемого лоцирующего излучения может доходить до 0,01 от входящего. Это можно для нашего случая назвать коэффициентом обратного отражения.In the absence of the device proposed by us, the locating radiation of the laser locator falls on the input optics of the optical system and is partially reflected back toward the receiver of the locator. Using the locating radiation reflected from the input optics, the locator receiver detects both the presence of the optical device and the direction of radiation towards it. The amount of light reflected back to the locator is determined by the design features of the optical system, the quality of the enlightenment and the state of the surface of the lenses (the presence of films of water, oils, etc.) on its surface. The more locating radiation is reflected from the input optics towards the receiver of the locator, the greater the distance the locator can detect the presence of an optical system. In the absence of the proposed device, the integral amount of the returned locating radiation can reach up to 0.01 from the incoming. For our case, this can be called the coefficient of back reflection.

Реально из-за кривизны отражающей поверхности входной оптики количество получаемого локатором демаскирующего излучения на порядки меньше, но его фактическая величина все-таки определяется коэффициентом обратного отражения входной оптики.Actually, due to the curvature of the reflective surface of the input optics, the amount of unmasking radiation received by the locator is orders of magnitude smaller, but its actual value is nevertheless determined by the back reflection coefficient of the input optics.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для разъяснения работы устройства допустим, что в обычных условиях, без использования предлагаемого устройства, от входной оптики 2 обратно в сторону локатора отражается 1% от падающего лоцирующего излучения.To explain the operation of the device, let us assume that under normal conditions, without using the proposed device, from the input optics 2 back to the side of the locator 1% of the incident radiation is reflected.

Пусть лоцирующее излучение, которое должно было попасть на входную оптику 2 оптической системы 3, имеет 100% интенсивность. При коэффициенте пропускания частично прозрачного зеркала 4, равном 50%, в оптическую ловушку 5 или 6 попадает 50% лоцирующего излучения, где оно практически полностью рассеивается и поглощается. При этом к входной оптике 2 попадает 50% лоцирующего излучения. В соответствии с нашим допущением, от входной оптики 2 обратно отражается уже 0,5% от исходного лоцирующего излучения в связи с его ослаблением вдвое при проходе через частично прозрачное зеркало 4. После повторного прохождения (в обратном направлении) через частично прозрачное зеркало 4 в сторону локатора возвращается только четверть излучения, которое могло вернуться без нашего устройства. Таким образом, при потере в светосиле оптической системы только вдвое, мы в четыре раза снизили возвращенный локатору сигнал, что существенно (в разы по расстоянию) улучшило его маскировку.Let the locating radiation, which was supposed to go to the input optics 2 of the optical system 3, has 100% intensity. When the transmittance of the partially transparent mirror 4 is 50%, 50% of the emitting radiation enters the optical trap 5 or 6, where it is almost completely scattered and absorbed. In this case, 50% of the emitting radiation gets to the input optics 2. In accordance with our assumption, from the input optics 2 already reflected 0.5% of the initial location radiation due to its attenuation by half when passing through a partially transparent mirror 4. After repeated passage (in the opposite direction) through the partially transparent mirror 4 to the side Only a quarter of the radiation that could return without our device is returned to the radar. Thus, when the optical system lost only half in the aperture, we reduced the signal returned to the locator by four times, which significantly (several times in distance) improved its masking.

Световые ловушки могут быть выполнены как в виде широко известных в оптике устройств (конструкций) "абсолютно черное тело", так и выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на поверхность кюветы (насадки).Light traps can be made in the form of “completely black body” devices (structures) widely known in optics, or they can be made in the form of light-absorbing coatings deposited on the surface of a cuvette (nozzle).

В случае использования составной светоделительной призмы устройство работает аналогичным образом, но при этом светопоглощающее покрытие может быть нанесено на те грани призмы, на которых отражается лоцирующее излучение. При этом передняя и задняя грань призмы могут быть выполнены с наклоном относительно оптической оси устройства.In the case of using a composite beam-splitting prism, the device operates in a similar manner, but at the same time, a light-absorbing coating can be applied to those faces of the prism on which the emitting radiation is reflected. In this case, the front and rear faces of the prism can be made with an inclination relative to the optical axis of the device.

Зеркальное покрытие частично прозрачного зеркала рекомендуется выполнять с коэффициентом пропускания от 6 до 60%. Выбор коэффициента пропускания частично прозрачного зеркала производится исходя из эксплуатационных требований к оптической системе и ее конструкции. Наименьший коэффициент пропускания выбирается для оптических систем, имеющих встроенные электронно-оптические преобразователи. Больший коэффициент пропускания (например, 60%) может быть выбран для оптических систем, обычно располагаемых на больших расстояниях от источника лоцирующего излучения, например, для танковых прицелов.It is recommended to perform a mirror coating of a partially transparent mirror with a transmittance of 6 to 60%. The transmission coefficient of a partially transparent mirror is selected based on the operational requirements for the optical system and its design. The lowest transmittance is selected for optical systems with integrated electron-optical converters. A higher transmittance (for example, 60%) can be selected for optical systems, usually located at large distances from the source of the locating radiation, for example, for tank sights.

Коэффициент пропускания для зеркала может быть выбран (коаксиально оптической оси) переменным. Для прицелов целесообразно на оптической оси коэффициент пропускания частично прозрачного зеркала выбрать меньше, вплоть до нуля.The transmittance for the mirror can be selected (coaxially to the optical axis) variable. For sights, it is advisable to select the transmittance of a partially transparent mirror on the optical axis less, up to zero.

Спектральный диапазон полосы пропускания частично прозрачного зеркала может быть выбран с учетом ожидаемой длины волны излучения локатора.The spectral bandwidth of the partially transparent mirror can be selected taking into account the expected radiation wavelength of the locator.

С учетом простоты конструкции предлагаемого устройства маскировки, простоты его установки при обнаружении лоцирующего излучения оно найдет широкое применение в оптических системах.Given the simplicity of the design of the proposed masking device, the simplicity of its installation when detecting locating radiation, it will find wide application in optical systems.

Claims

1. A device for masking the input optics of optical instruments, including an optical cuvette containing an element with partial reflection of the emitting radiation, characterized in that a partially reflecting mirror used inside the additional composite beam splitting prism or made on its inner surface as a partially reflecting radiation emitting element at an angle to the optical axis of the input optics from 12 to 45 °, and are installed on the path of reflection of the locating radiation from the above mirror with etovye traps.

2. The device for masking the input optics of optical instruments according to claim 1, characterized in that the light traps are made in the form of light-absorbing coatings deposited on the surface of the cell.

3. The device for masking the input optics of optical instruments according to claim 1, characterized in that the light traps are made in the form of completely black bodies.

4. The device for masking the input optics of optical instruments according to claim 1, characterized in that the light traps are made in the form of light-absorbing coatings deposited on the side surfaces of a composite prism.

5. The device for masking the input optics of optical instruments according to claim 1, characterized in that the mirror coating of the partially reflecting mirror is made with a transmittance of 6 to 60%.