RU2629716C1 - Способ опознавания объекта в когерентном свете - Google Patents
Способ опознавания объекта в когерентном свете Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629716C1 RU2629716C1 RU2016114948A RU2016114948A RU2629716C1 RU 2629716 C1 RU2629716 C1 RU 2629716C1 RU 2016114948 A RU2016114948 A RU 2016114948A RU 2016114948 A RU2016114948 A RU 2016114948A RU 2629716 C1 RU2629716 C1 RU 2629716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collimator
- mirror
- wavelength
- optical axis
- light
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/30—Collimators
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для привязки и ориентации на местности при наведении теплового источника излучения на местности. Способ включает формирование первого и второго световых пучков с длинами волн λ1 и λ2 с помощью первого и второго коллиматоров, оптические оси которых образует угол 90°. Устанавливают зеркало, снабженное отверстием со световым диаметром по его центру и отражающим слоем, обращенным в противоположную сторону от первого коллиматора, за первым коллиматором под углом к его оптической оси с возможностью прохода сквозь отверстие зеркала светового пучка с длиной волны λ1. Оптическую ось второго коллиматора направляют через геометрический центр зеркала с отверстием. Световой диаметр второго коллиматора выбирают равным диаметра отверстия зеркала. Начиная от точки пересечения оптических осей первого и второго коллиматоров их оптические оси совмещают и осуществляют однонаправленное опознавание объекта в когерентных световых пучках с длинами волн λ1 и λ2. Технический результат - возможность однонаправленного опознавания объекта в когерентных световых пучках с двумя разными длинами волн. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области оптического лазерного приборостроения и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности, в геодезии для привязки и ориентации на местности, при наведении теплового (инфракрасного) источника излучения на местности.
Известен способ опознавания объекта в когерентном свете (см. www.500mwlaser.ru) формирующего коллимированный световой пучок с длиной волны λ1 коллимированного пучка с длиной волны λ1 при помощи осветительной части, включающей лазер и коллиматор.
Известен также способ опознавания объекта (см. Патент №140575 от 09.04.2014 г. Бюл. №13, 2014 г., авт. Черных В.Т., Черных Г.С.) путем формирования когерентного пучка параллельных световых лучей с длиной волны λ1 посредством коллиматора, состоящего из первого и второго объективов.
Наиболее близким решением является способ опознавания объекта (см. Патент №123136 от 20.12.2012 г. Бюл. №35, 2012 г., авт. Черных В.Т., Черных Г.С., Борисов А.Н., Тукшаитов Р.Х. - прототип) путем формирования коллимированного светового пучка с длиной волны λ1 при помощи осветительной части, содержащей лазер и коллиматор, включающий первый и второй объективы, двух плоскопараллельных пластин, установленных в рабочей зоне, под равными, но противоположно направленными углами к оптической оси.
Недостатком известных способов, по мнению авторов, является узкий спектр технологических возможностей при опознавании объекта в когерентном свете, поскольку при их реализации используют только один спектральный диапазон длин волн видимой области спектра.
Однако на практике имеется целый ряд задач по опознаванию объектов в когерентном свете, для решения которых целесообразно использовать и другие спектральные области, например инфракрасный диапазон длин волн.
Задачей изобретения является разработка способа опознавания объекта в когерентном свете, в котором устранен указанный недостаток аналогов и прототипа.
Техническим результатом изобретения является расширение технологической возможности способа при опознавании объекта в когерентном свете за счет возможности обеспечения однонаправленного опознавания объекта в когерентных световых пучках с длинами волн λ1 и λ2.
Технический результат достигается тем, что в способе опознавания объекта в когерентном свете путем формирования первого светового пучка с длиной волны λ1 с помощью первого коллиматора, включающего первый и второй объективы, согласно настоящему изобретению используют зеркало, снабженное отверстием со световым диаметром ∅0 по его центру и отражающим слоем, обращенным в противоположную сторону от объектива первого коллиматора, причем зеркало устанавливают за вторым объективом под углом к оптической оси первого коллиматора с возможностью прохода сквозь отверстие зеркала светового пучка с длиной волны λ1, формируют второй световой пучок с длиной волны λ2 с помощью второго коллиматора, также включающего первый и второй объективы, оптическую ось которого направляют через геометрический центр зеркала с отверстием, при этом оптическая ось второго коллиматора образует угол 90° с оптической осью первого коллиматора, световой диаметр ∅п второго коллиматора выбирают равным 1,5∅0 диаметра отверстия зеркала, затем, начиная от точки пересечения оптических осей первого и второго коллиматоров, оптическую ось второго коллиматора совмещают с оптической осью первого коллиматора и осуществляют однонаправленное опознавание объекта в когерентных световых пучках с длинами волн λ1 и λ2, причем опознаваемый объект освещают световыми пучками с длинами волн λ1 и λ2 в момент времени t1 и t2 соответственно, разделенными друг от друга интервалом Δt. Опознаваемый объект освещают световыми пучками с длинами волн λ1 и λ2, причем световой пучок с длиной волны λ1 используют в качестве репера на поверхности опознаваемого объекта, а световым пучком с длиной волны λ2 воздействуют в импульсном режиме на указанную репером локальную зону опознаваемого объекта.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена принципиальная схема оптической системы устройства для опознавания объекта в когерентном свете, реализующего предлагаемый способ. На фиг. 2 показано сечение Α-A на фиг. 1.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - первый лазер;
2 - первый объектив (отрицательная линза) первого коллиматора;
3 - второй объектив первого коллиматора;
4 - зеркало с отверстием;
5 - отражающий слой зеркала;
6 - отверстие зеркала;
7 - зона опознавания;
8 - второй лазер;
9 - первый объектив (отрицательная линза) второго коллиматора;
10 - второй объектив второго коллиматора.
Устройство для опознавания объекта в когерентном свете, реализующее предлагаемый способ, содержит оптически связанные первый лазер 1, первый объектив 2 и второй объектив 3 первого коллиматора, формирующие световой пучок с длиной волны λ1 и установленные вдоль оптической оси первого коллиматора. Устройство также содержит зеркало 4 с отражающим покрытием 5, оптически связанные второй лазер 8, первый объектив 9 и второй объектив 10 второго коллиматора, формирующие световой пучок с длиной волны λ2.
Оптическая ось второго коллиматора составляет угол 90° с оптической осью первого коллиматора и проходит через центр зеркала 4.
Зеркало 4 с отражающим покрытием 5 расположено за вторым объективом первого коллиматора под углом к оптической оси.
Отражающее покрытие 5 зеркала 4 обращено в противоположную сторону относительно второго объектива первого коллиматора.
В зеркале 4 выполнено отверстие 6 диаметром ∅0, сквозь которое проходит световой пучок с длиной волны λ1 первого коллиматора. Диаметр ∅0 определяет внутренний диаметр светового пучка второго коллиматора после отражения его от покрытия 5 зеркала 4.
Диаметр ∅п светового пучка на выходе второго коллиматора определяется диаметром отверстия ∅0 зеркала и составляет величину, равную 1,5∅0.
Зеркало 4 и второй коллиматор установлены с возможностью совмещения оптических осей первого и второго коллиматоров, начиная от точки их пересечения, обеспечивая возможность однонаправленного распространения когерентных световых пучков W1 и W2 с длинами волн, соответственно λ1 и λ2, для опознавания объекта в зоне 7.
Сущность предлагаемого способа опознавания объекта в когерентном свете состоит в следующем.
Когерентное излучение от первого лазера 1, излучающего световой поток на длине волны λ1, равной 632 нм (зеленый свет), поступает в первый коллиматор, состоящий из объективов 2 и 3. На выходе первого коллиматора формируется пучок параллельных световых лучей W1 диаметром ∅1. Затем световой пучок W1 пропускают через отверстие 6, выполненное в зеркале 4, и далее световой пучок W1 с длиной волны λ1 достигает зоны 7 опознавания объекта. Зеркало 4 с отверстием 6 устанавливают под углом 45° к оптической оси первого коллиматора.
При диаметре ∅1 светового пучка W1 диаметр ∅0 отверстия 6 зеркала 4, устанавливаемого под углом α, равным 45°, будет определяться формулой ∅0=∅1/cosα, где α - угол наклона зеркала 4 к оптической оси. При нахождении опознаваемого объекта в зоне 7 на его поверхности наблюдают сечение («пятно») пучка W1 диаметром ∅1 зеленого света, соответствующего длине волны λ1.
Далее когерентное излучение второго лазера 8, излучающего на длине волны λ2, направляют во второй коллиматор, состоящий из первого 9 и второго 10 объективов, формирующий световой пучок W2 диаметром ∅п. Затем световой пучок W2 с длиной волны λ2 направляют на отражающее покрытие 5 зеркала 4. После отражения светового пучка W2 от зеркала 4 пучок приобретает форму светящегося кольца. Наружный диаметр светящегося кольца определяется световым диаметром ∅п второго объектива второго коллиматора, а внутренний диаметр - диаметром ∅0 отверстия 6 зеркала 4.
Направление распространения отраженного светового пучка W2 совпадает с направлением распространения пучка W1, так как оптические оси первого и второго коллиматоров совпадают друг с другом, начиная от точки их пересечения. При достижении световым пучком W2 зоны 7 опознавания, на объекте наблюдают сечение пучка в форме светящегося кольца, свет которого соответствует длине волны λ2. Если длину волны λ2 выбрать равной 670 нм, то светящееся кольцо будет красного света.
Поскольку световые пучки W1 с длиной волны λ1 и W2 с длиной волны λ2 имеют однонаправленное распространение, то на опознаваемом объекте в зоне 7 наблюдают сечение светового пучка, показанное на фиг. 2. На фиг.2 внутреннее пятно (горизонтальная штриховка) соответствует зеленой области излучения λ1, наружное сечение - красной области излучения λ2 (вертикальная штриховка). Следовательно, за счет этого достигают возможность однонаправленного опознавания объекта в когерентных световых пучках с длинами волн λ1 и λ2.
С помощью предлагаемого способа имеется возможность проводить опознавание объекта последовательно во времени как на длине волны λ1, так и на длине волны λ2 в зависимости от поставленной задачи.
В предлагаемом способе в качестве первого лазера 1 используют лазер, излучающий в инфракрасной области спектра. В предлагаемом способе используют объективы 2 и 3 первого коллиматора, изготовленные из оптического материала, прозрачного в инфракрасной области длин волн.
Световой пучок W2 с длиной волны λ2 видимой области выполняет роль реперного пучка, по которому осуществляют «привязку» к зоне опознавания, а посредством светового пучка инфракрасного излучения W1 с длиной волны λ1 выполняют опознавание собственно объекта в зоне 7.
Таким образом, создан способ, позволяющий расширить технологические возможности при опознавании объекта в когерентном свете для решения различных практических задач.
Посредством предлагаемого способа появляется возможность проводить опознавание объекта в разных областях видимого диапазона длин волн, а также в сочетании инфракрасной и видимой областей спектра, что существенно расширяет практические возможности способа опознавания объекта.
Claims (3)
1. Способ опознавания объекта в когерентном свете путем формирования первого светового пучка с длиной волны λ1 с помощью первого коллиматора, включающего первый и второй объективы, отличающийся тем, что используют зеркало, снабженное отверстием со световым диаметром по его центру и отражающим слоем, обращенным в противоположную сторону от объектива первого коллиматора, причем зеркало устанавливают за вторым объективом под углом к оптической оси первого коллиматора с возможностью прохода сквозь отверстие зеркала светового пучка с длиной волны λ1, формируют второй световой пучок с длиной волны λ2 с помощью второго коллиматора, также включающего первый и второй объективы, оптическую ось которого направляют через геометрический центр зеркала с отверстием, при этом оптическая ось второго коллиматора образует угол 90° с оптической осью первого коллиматора, световой диаметр второго коллиматора выбирают равным диаметра отверстия зеркала, затем, начиная от точки пересечения оптических осей первого и второго коллиматоров, оптическую ось второго коллиматора совмещают с оптической осью первого коллиматора и осуществляют однонаправленное опознавание объекта в когерентных световых пучках с длинами волн λ1 и λ2.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опознаваемый объект освещают световыми пучками с длинами волн λ1 и λ2 в момент времени t1 и t2 соответственно, разделенными друг от друга интервалом Δt.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опознаваемый объект освещают световыми пучками с длинами волн λ1 и λ2, причем световой пучок с длиной волны λ1 используют в качестве репера на поверхности опознаваемого объекта, а световым пучком с длиной волны λ2 воздействуют в импульсном режиме на указанную репером локальную зону опознаваемого объекта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114948A RU2629716C1 (ru) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Способ опознавания объекта в когерентном свете |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114948A RU2629716C1 (ru) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Способ опознавания объекта в когерентном свете |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2629716C1 true RU2629716C1 (ru) | 2017-08-31 |
Family
ID=59797651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016114948A RU2629716C1 (ru) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Способ опознавания объекта в когерентном свете |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2629716C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4639082A (en) * | 1984-04-17 | 1987-01-27 | U.S. Philips Corporation | Collimator for coordinating two optical devices |
SU1721616A1 (ru) * | 1989-06-23 | 1992-03-23 | Предприятие П/Я Р-6681 | Способ определени координат объекта в поле зрени и устройство дл его осуществлени |
RU2251064C2 (ru) * | 2003-05-07 | 2005-04-27 | Марков Валерий Николаевич | Светодиодный комбинированный фонарь-целеуказатель для видимого и инфракрасного диапазонов |
US20120051042A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Artsyukhovich Alexander N | LED illuminator |
RU123136U1 (ru) * | 2012-07-31 | 2012-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Голографический интерферометр |
-
2016
- 2016-04-18 RU RU2016114948A patent/RU2629716C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4639082A (en) * | 1984-04-17 | 1987-01-27 | U.S. Philips Corporation | Collimator for coordinating two optical devices |
SU1721616A1 (ru) * | 1989-06-23 | 1992-03-23 | Предприятие П/Я Р-6681 | Способ определени координат объекта в поле зрени и устройство дл его осуществлени |
RU2251064C2 (ru) * | 2003-05-07 | 2005-04-27 | Марков Валерий Николаевич | Светодиодный комбинированный фонарь-целеуказатель для видимого и инфракрасного диапазонов |
US20120051042A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Artsyukhovich Alexander N | LED illuminator |
RU123136U1 (ru) * | 2012-07-31 | 2012-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Голографический интерферометр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10018725B2 (en) | LIDAR imaging system | |
US9086273B1 (en) | Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens | |
CN104597436B (zh) | 一种应用于成像激光雷达的光谱分光装置 | |
JP2019532004A5 (ru) | ||
JP2019530146A5 (ru) | ||
RU2017144290A (ru) | Датчик дыма | |
JP4936818B2 (ja) | ダイクロイックプリズムによる光分割した測量機 | |
JP2013511041A5 (ru) | ||
JP6557548B2 (ja) | 自動測量機 | |
WO2021168832A1 (zh) | 一种激光探测系统及车辆 | |
EP1878530A3 (en) | Laser irradiation apparatuses and methods using a beam expander with two lenses, the position of the latter with respect to the laser oscillator governed by an equation | |
JP2018510467A5 (ru) | ||
US7545492B2 (en) | Sighting device and additional device for measuring, working, and/or operating with or without contact | |
CN108563006A (zh) | 一种四直角反射镜增光程系统 | |
RU2629716C1 (ru) | Способ опознавания объекта в когерентном свете | |
JP2017078855A5 (ru) | ||
RU168079U1 (ru) | Устройство для опознавания объекта в когерентном свете | |
CN108054623A (zh) | 一种使用“飞行聚焦”产生太赫兹波的系统和方法 | |
US20060158646A1 (en) | Method and system for remote sensing of optical instruments and analysis thereof | |
RU2372606C1 (ru) | Миниатюрная многоходовая зеркальная оптическая кювета | |
RU2572463C1 (ru) | Оптический прицел с лазерным дальномером | |
US3210688A (en) | Optical coupling means for lasers | |
RU166346U1 (ru) | Инфракрасное лазерное устройство | |
RU2621477C1 (ru) | Способ определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения | |
JP6916435B2 (ja) | テラヘルツ光発生装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180419 |