RU2768111C1 - Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия - Google Patents
Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768111C1 RU2768111C1 RU2021113527A RU2021113527A RU2768111C1 RU 2768111 C1 RU2768111 C1 RU 2768111C1 RU 2021113527 A RU2021113527 A RU 2021113527A RU 2021113527 A RU2021113527 A RU 2021113527A RU 2768111 C1 RU2768111 C1 RU 2768111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical radiation
- stream
- power
- oes
- optical
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 77
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 64
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/75—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области защиты оптико-электронных средств (ОЭС) от мощных оптических излучений. Сущность способа защиты ОЭС от лазерного воздействия заключается в приеме оптического излучения ОЭС, делении падающего оптического излучения на два потока в энергетической пропорции Р1=К3Р2 и Р1>>Р2, где Р1 - мощность первого потока, Р2 - мощность второго потока, К3 - коэффициент пропорциональности, задержке первого потока относительно второго потока на заданное время tзад, измерении мощности второго потока Р2 и определении мощности первого потока, как Р1=К3Р2, сравнении его значения Р1 с пороговым значением Рпор, обработке при Р1<Рпор оптического излучения первого потока ОЭС, перекрытии при Р1 ≥ Рпор первого потока за время t<tзад и защите ОЭС от разрушения оптическим излучением. Достигается повышение эффективности защиты ОЭС от поражения оптическим излучением. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области защиты оптико-электронных средств (ОЭС) от мощных оптических излучений.
Известен способ защиты приемника оптического излучения (см., например, [1]), основанный на приеме входного оптического потока матричным фотоприемным устройством (МФПУ), измерении величины ii выходного сигнала каждого i-го чувствительного элемента (ЧЭ) МФПУ, где 
- номер ЧЭ МФПУ, N - количество ЧЭ в МФПУ, и сравнении ее значения с пороговым iП, закрытии при превышении величины ij выходного сигнала j-ого ЧЭ МФПУ порогового значения iП j-ой части входного оптического потока, где 
- номер ЧЭ МФПУ, выходной сигнал которого превысил пороговое значение и номер части входного оптического потока падающего на этот ЧЭ МФПУ, периодическом открытии j-ой части входного оптического потока и измерении величины ij выходного сигнала j-го ЧЭ МФПУ, закрытии при ij ≥ iП j-ой части входного оптического потока, оставлении при ij<iП j-ой части входного оптического потока открытой. Недостатком способа является инерционность процесса защиты ОЭС, что может привести к его поражению при сверх коротком импульсе лазерного воздействия. А также низкий порог лучевой стойкости, не исключающий прожиг защитного элемента и дальнейшее поражения ОЭС.
Известен способ защиты фотоприемника (см., например, [2]), основанный на локальном прожиге лазерным излучением при превышении пороговой лучистой стойкости металлической зеркальной пленки толщиной соизмеримой с глубиной проникновения излучения и отводе части лазерного излучения через образованное отверстие. Недостатком способа является низкий порог лучевой стойкости защитного элемента, что ограничивает количество циклов повторной защиты ОЭС.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ защиты оптико-электронных средств (см., например, [3, стр. 168-172]), основанный на приеме оптического сигнала ОЭС, измерении величины его мощности, сравнении ее значения с пороговым, перекрытии всего оптического потока на входе ОЭС при превышении мощности оптического сигнала порогового значения. Недостатком способа является инерционность процесса защиты ОЭС, что может привести к его поражению при сверх коротком импульсе лазерного воздействия.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности защиты ОЭС от поражения оптическим излучением.
Технический результат достигается тем, что в известном способе защиты ОЭС от лазерного воздействия, основанном на приеме оптического излучения ОЭС, делят падающее оптическое излучение на два потока в энергетической пропорции Р1=КЗР2 и Р1>>Р2, где Р1 - мощность первого потока, Р2 - мощность второго потока, К3-коэффициент пропорциональности, задерживают первый поток относительно второго потока на заданное время tзад, измеряют мощность второго потока Р2 и определяют мощность первого потока, как Р1=КЗР2, сравнивают его значение Р1 с пороговым значением Рпор, если Р1<Рпор, то обрабатывают оптическое излучение первого потока ОЭС, если Р1 ≥ Рпор, то перекрывают первый поток за время t<tзад и защищают ОЭС от разрушения оптическим излучением.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Гарантированная защита ОЭС от поражения оптическим излучением обеспечивается задержкой падающего оптического излучения на время необходимое для его защиты на основе оценки энергетических параметров падающего оптического излучения.
Под лучевой стойкостью ОЭС в целом будем понимать лучевую стойкость одного или нескольких элементов с минимальным ее значением из состава ОЭС, как правило, это узлы, находящиеся в около фокусной области или изготовленные из «оптически непрочных» материалов. Такая трактовка защищенности ОЭС от мощного оптического воздействия вполне справедлива. Так если происходит разрушение всего ОЭС, как объекта (любого элемента ОЭС), то вопрос его защиты переходит в несколько в другую область, определяемую воздействием мощного оптического излучения на любой объект, в т.ч. оптико-электронный. Защитные функции ОЭС возлагаются на элементы, рассеивающие или поглощающие мощное оптическое излучение и обладающие инерционностью, характеризующую быстродействие процесса защиты. Защитные элементы могут работать по принципу меньшего или большего значений лучевой стойкости, чем элемент из состава ОЭС. Защитные элементы первого принципа «реагируют» на мощное оптическое излучение раньше элемента из состава ОЭС, приводящее к снижению уровня воздействия. Основным недостатком подобных технически решений является n-разовость, что ограничивает число циклов защит. В дополнение, существует определенная селективность по подбору параметров функционирования защитного элемента (порог и время срабатывая, частотные характеристики и т.п.), обеспечивающая его безотказную работу. Защитные элементы второго принципа используют предварительную информацию о возможном превышении порога лучевой стойкости ОЭС и в случае ее достоверности принимают меры защиты. Основными недостатками таких технических решений являются их инерционность и обязательное наличие устойчивого информационного канала. Использование побочных или фоновых излучений не обеспечивает высокую вероятность реакции системы защиты. Поэтому предлагается использовать в качестве информационного канала непосредственно поражающее оптическое излучение и обеспечить устойчивый временной ресурс процессу зашиты ОЭС. Это выполняется анализом падающего оптического излучения путем отбора его части интересах оценки энергетических параметров поражающего воздействия, а также его задержки на время необходимое для защиты ОЭС.
Заявленный способ поясняется схемой, представленной на фигуре 1, где приняты следующие обозначения: 1 - источник мощного лазерного излучения (ИМЛИ); 2 - ОЭС; 3 - блок деления оптического излучения; 4 - блок задержки; 5 - элемент ОЭС с минимальным значением лучевой стойкости, например, фотоприемник 5, находящийся в фокусе объектива ОЭС; 6 - блок анализа энергетических параметров оптического излучения; 7 - блок защиты ОЭС от поражения оптическим излучением. На фигуре 1 исключены элементы ОЭС ненесущие смысловой нагрузки для раскрытия сущности изобретения.
Оптическое излучение ИМЛИ 1 поступает на вход ОЭС 2, которое делят блоком деления оптического излучения 3 два потока в энергетической пропорции Р1=КЗР2 и Р1>>Р2, где P1 - мощность первого потока принимаемого оптического излучения части, Р2 - мощность второго потока принимаемого оптического излучения, К3-коэффициент пропорциональности. «Отбор» части падающего оптического излучения должен обеспечить устойчивую его регистрацию по второму потоку (каналу) при достижении пороговых значений поражении ОЭС по первому потоку. Значение пропорциональности разделяемых потоков может быть определено по соотношению чувствительности оптико-электронного датчика второго потока оптического излучения к лучевой стойкости фотоприемника 5 (элемента ОЭС с минимальным значением лучевой стойкости). Это позволяет сохранить энергические возможности ОЭС 2 по анализу принимаемых сигналов (функциональные возможности). Задерживают блоком задержки 4 первый поток оптического излучения на заданное время tзад>tз, где tз - время необходимое для осуществления защиты ОЭС блоком защиты ОЭС от поражения оптическим излучением 7, которое включает время анализа второго потока и время непосредственно защиты фотоприемника 5. Значение времени tзад может достигаться увеличением пути оптического сигнала первого потока относительно второго на расстояние ΔL=ctзад, где с - скорость «света». Например, tзад = 10-9 с., то ΔL=0,3 м. Второй поток без задержки поступает в блок анализа энергетических параметров оптического излучения 6, где измеряют его мощность Р2 и относительно ее значения определяют мощность первого потока, как Р1=КЗР2. Если мощность первого потока Р1 меньше порогового значения Рпор (P1<Pпор), при котором фотоприемник 5 под действием оптического излучения разрушается, то принимают решение о его «безопасности» и первый поток оптического излучения поступает на вход фотоприемника 5. Если Р1 ≥ Рпор, то принимают решение о разрушающем действии оптического излучения на фотоприемник 5 и перекрывают блоком защиты ОЭС от поражения оптическим излучением 7 первый поток оптического излучения за время tз и защищают ОЭС от поражения оптическим излучением.
На фигуре 2 изображена блок схема варианта устройства, реализующего способ. Блок - схема включает: ОЭС 2, датчик мощности 8, оптический делитель 9, блок управления поворотной платформой 10 и «силовое» зеркало 11 на поворотной платформе. При этом оптические пути оптического сигнала «оптический делитель 9 - зеркало 11» и «оптический делитель 9 - датчик мощности 8» отличаются на расстояние ΔL=ctзад.
Устройство работает следующим образом. Оптическое изучение падает на оптический делитель 9, который его делит на два потока. Первый оптический поток направляется на ОЭС 2, второй - на датчик мощности 8. Датчик мощности 8 принимает второй оптический поток и определяет его мощность, по значению которой вычисляет мощность первого оптического потока. Сигнал о Р1 ≥ Рпор датчик мощности 8 передает в блок управления поворотной платформой 10. Блок управления поворотной платформой 10, управляя поворотной платформой, изменяет за время tз<tзад положение «силового зеркала» 11. Это приводит исключению оптического «контакта» ОЭС и первого оптического потока.
Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства повышения эффективности защиты ОЭС от поражения оптическим излучением за счет задержки падающего оптического излучения на время необходимое для защиты ОЭС на основе оценке энергетических параметров падающего оптического излучения. Тем самым, предлагаемый авторами, способ устраняет недостатки прототипа.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ защиты ОЭС от лазерного воздействия, основанный на приеме оптического излучения ОЭС, делении падающего оптического излучения на два потока в энергетической пропорции Р1=КЗР2 и Р1>>Р2, где Р1 - мощность первого потока, Р2 - мощность второго потока, К3-коэффициент пропорциональности, задержке первого потока относительно второго потока на заданное время tзад, измерении мощности второго потока Р2 и определении мощности первого потока, как Р1=КЗР2, сравнении его значения Р1 с пороговым значением Рпор, обработке при Р1<Рпор оптического излучения первого потока ОЭС, перекрытии при Р1 ≥ Рпор первого потока за время t<tзад и защите ОЭС от разрушения оптическим излучением.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые электронные узлы и оптические элементы.
Источники информации
1 Пат. 2363017 RU, МПК H04N 5/238, H01L 31/0232. Способ защиты приемника оптического излучения / Ю.Л. Козирацкий, А.Ю. Козирацкий, П.Е. Кулешов, Р.Г. Хильченко, Д.В. Прохоров, Д.Е. Столяров; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». -№2016107511; заявл. 01.03.16; опубл. 16.11.17, Бюл. №32. - 11 с.
2 Чесноков В.В., Чесноков Д.В., Шлишевский В.Б. Пленочные пассивные оптические затворы для защиты приемников изображения от ослепления / В.В. Чесноков, Д.В. Чесноков, В.Б. Шлишевский // Оптический журнал. 2011. - №78,6. - С. 39-46.
3 Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1981, 180 с.
Claims (1)
- Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия, основанный на приеме оптического излучения оптико-электронным средством, отличающийся тем, что делят падающее оптическое излучение на два потока в энергетической пропорции Р1=КЗР2 и Р1>>Р2, где Р1 - мощность первого потока, Р2 - мощность второго потока, КЗ - коэффициент пропорциональности, задерживают первый поток относительно второго потока на заданное время tзад, измеряют мощность второго потока Р2 и определяют мощность первого потока, как Р1=К3Р2, сравнивают его значение Р1 с пороговым значением Рпор, если Р1<Рпор, то обрабатывают оптическое излучение первого потока оптико-электронным средством, если Р1 ≥ Рпор, то перекрывают первый поток за время t<tзад и защищают оптико-электронное средство от разрушения оптическим излучением.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113527A RU2768111C1 (ru) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113527A RU2768111C1 (ru) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768111C1 true RU2768111C1 (ru) | 2022-03-23 |
Family
ID=80820065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021113527A RU2768111C1 (ru) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2768111C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU215524U1 (ru) * | 2022-09-07 | 2022-12-16 | Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" | Устройство для защиты оптических систем от мощного лазерного излучения |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5153425A (en) * | 1990-12-24 | 1992-10-06 | United Technologies Corporation | Broadband optical limiter with sacrificial mirror to prevent irradiation of a sensor system by high intensity laser radiation |
| RU2089887C1 (ru) * | 1995-03-24 | 1997-09-10 | Центральный физико-технический институт Министерства обороны РФ | Устройство защиты оптических систем от воздействия лазерного излучения |
| RU2306584C1 (ru) * | 2006-07-03 | 2007-09-20 | Российская Федерация,от имени которой выступает Государственный заказчик- Федеральное Агентство по атомной энергии | Устройство защиты оптической системы от воздействия лазерного излучения |
| RU2709452C1 (ru) * | 2019-02-19 | 2019-12-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ защиты оэс от мощного лазерного излучения |
-
2021
- 2021-05-12 RU RU2021113527A patent/RU2768111C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5153425A (en) * | 1990-12-24 | 1992-10-06 | United Technologies Corporation | Broadband optical limiter with sacrificial mirror to prevent irradiation of a sensor system by high intensity laser radiation |
| RU2089887C1 (ru) * | 1995-03-24 | 1997-09-10 | Центральный физико-технический институт Министерства обороны РФ | Устройство защиты оптических систем от воздействия лазерного излучения |
| RU2306584C1 (ru) * | 2006-07-03 | 2007-09-20 | Российская Федерация,от имени которой выступает Государственный заказчик- Федеральное Агентство по атомной энергии | Устройство защиты оптической системы от воздействия лазерного излучения |
| RU2709452C1 (ru) * | 2019-02-19 | 2019-12-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ защиты оэс от мощного лазерного излучения |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU215524U1 (ru) * | 2022-09-07 | 2022-12-16 | Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" | Устройство для защиты оптических систем от мощного лазерного излучения |
| RU2814062C1 (ru) * | 2022-11-14 | 2024-02-21 | Общество с ограниченной ответственностью "СФБ Лаборатория" | Рабочее вещество для средства защиты от атак лазерного воздействия на волоконно-оптические системы с квантовым распределением ключей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2563759C2 (ru) | Способ и аппарат для количественного анализа образцов с помощью лазерно-индуцированной плазмы (лип) | |
| EP2476013B1 (de) | Photonendetektor mit paralysierbarem photonen-empfindlichem element, insbesondere spad, sowie entfernungsmessgerät mit solchem photonendetektor | |
| US9551784B2 (en) | Intrusion detection | |
| RU2442107C2 (ru) | Устройство для оптического измерения расстояний | |
| JP2020505585A (ja) | ライダーを符号化および復号する方法およびシステム | |
| US7521664B2 (en) | Laser direction detection | |
| US8134128B2 (en) | Method and system for plasma-induced terahertz spectroscopy | |
| JP6018913B2 (ja) | 周波数量子もつれ光子の生成及び検出 | |
| US8761606B2 (en) | Systems and methods for quantum illumination detection for optical communications and target detection | |
| US10352863B1 (en) | Method for optimizing detection of inelastically scattered light from a distant target by measuring the target distance using inelastically scattered light | |
| CN108828616B (zh) | 可实现单脉冲测距的光子计数激光雷达及恒虚警控制方法 | |
| JP2020514762A5 (ru) | ||
| RU2709452C1 (ru) | Способ защиты оэс от мощного лазерного излучения | |
| Shi et al. | A Brillouin lidar system using F–P etalon and ICCD for remote sensing of the ocean | |
| RU2768111C1 (ru) | Способ защиты оптико-электронного средства от лазерного воздействия | |
| CN107390230B (zh) | 基于半对齐时间门的双Gm-APD光子计数激光雷达 | |
| CN105182321B (zh) | 一种提高外场重频激光光斑测量距离的方法 | |
| RU2703921C1 (ru) | Способ скрытия оптико-электронных приборов от лазерных локационных средств | |
| JPH07260677A (ja) | レーザ遠隔センサ用の積分検出器 | |
| US10371641B2 (en) | Method and apparatus for measuring inelastic scattering | |
| Henriksson et al. | Time-correlated single-photon counting laser radar in turbulence | |
| RU2750652C1 (ru) | Способ защиты оптико-электронного средства летательного аппарата от воздействия мощного лазерного излучения | |
| Sjöqvist et al. | Atmospheric turbulence effects in single-photon counting time-of-flight range profiling | |
| Li et al. | Real-time detecting of Brillouin scattering in water with ICCD | |
| RU2744507C1 (ru) | Способ защиты оптико-электронных средств от мощных лазерных комплексов |