RU2793612C1 - Method for forming and directing laser radiation of emitters with optical fibre outputs to a target - Google Patents

Method for forming and directing laser radiation of emitters with optical fibre outputs to a target Download PDF

Info

Publication number
RU2793612C1
RU2793612C1 RU2022121710A RU2022121710A RU2793612C1 RU 2793612 C1 RU2793612 C1 RU 2793612C1 RU 2022121710 A RU2022121710 A RU 2022121710A RU 2022121710 A RU2022121710 A RU 2022121710A RU 2793612 C1 RU2793612 C1 RU 2793612C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
target
radiation
formation
emitter
emitters
Prior art date
Application number
RU2022121710A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гюзель Абдулловна Богатова
Александр Валерьевич Горобинский
Игорь Платонович Жиган
Евгений Викторович Кузнецов
Константин Владимирович Митин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Application granted granted Critical
Publication of RU2793612C1 publication Critical patent/RU2793612C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optoelectronic instrumentation.
SUBSTANCE: invention relates to laser systems for formation and guidance of laser radiation at remote targets. The method of formation and guidance of laser radiation from emitters with fibre optic leads to a target differs from the known one in that for each emitter with a fibre optic lead, glare reflected from the target is received, an image is built and the coordinates of the target are measured in the precision pointing receiving unit, precise aiming and focusing of radiation on the target and formation of a given radiation pattern. In this case, the reception of the glare reflected from the target, formation of radiation and formation of a given radiation pattern for each emitter is carried out by a non-axial circular zone of a long-focus collimator common for all emitters, in the focal plane of which the centres of the ends of the cores of the fibre optic leads inclined to the axis of the long-focus collimator are located. The probing radiation reflected from the target and the radiation induced on the target of each emitter with a fibre-optic output are separated by a beam-splitting element.
EFFECT: formation of the diffraction quality of the radiation, an increase in the accuracy of pointing, an increase in the radiation density at the target.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может использоваться при разработке лазерных комплексов в части формирования и наведения лазерного излучения на удаленные цели.The invention relates to optoelectronic instrumentation and can be used in the development of laser systems in terms of the formation and guidance of laser radiation at remote targets.

Известен способ формирования и наведения лазерного излучения n -излучателей на цель [1], включающий формирование зондирующего излучения и облучение им зоны предполагаемого расположения цели, поиск и грубое наведение зондирующего излучения на цель, прием отраженного от цели блика и построение изображения цели, точное наведение, формирование выходного пучка n-излучателей и фокусировку лазерного излучения n-излучателей на цель. Этот способ не позволяет формировать на выходе пучок дифракционного качества даже при использовании одномодовых волоконных лазеров. Также к недостаткам можно отнести:A known method of generating and pointing laser radiation of n-emitters at a target [1], including the formation of probing radiation and irradiation of the area of the intended location of the target, search and rough guidance of the probing radiation on the target, receiving a flare reflected from the target and building an image of the target, precise guidance, formation of the output beam of n-emitters and focusing of laser radiation of n-emitters on the target. This method does not allow the formation of a beam of diffraction quality at the output, even when using single-mode fiber lasers. Also, the disadvantages include:

- невысокую плотность излучения на цели из-за отсутствия системы формирования каждого излучателя; фокусировки и наведения суммарного излучения n-излучателей на цель общей телескопической системой формирования;- low radiation density on the target due to the lack of a formation system for each emitter; focusing and aiming the total radiation of n-emitters at the target by a common telescopic formation system;

- ухудшение качества излучения каждого излучателя при прохождении через светоделительный элемент, установленный под углом к оптической оси;- degradation of the radiation quality of each emitter when passing through a beam-splitting element mounted at an angle to the optical axis;

- большие лучевые нагрузки на окуляре телескопа из-за близкого его расположения к торцу излучающего тела излучателя;- large radiation loads on the eyepiece of the telescope due to its close location to the end of the radiating body of the emitter;

- громоздкость конструкции, т.к. телескоп объединяет все излучатели и выходная апертура телескопа ~∅ 0,5-1 м;- cumbersome design, tk. the telescope combines all emitters and the output aperture of the telescope is ~∅ 0.5-1 m;

- сложность замены отдельных лазерных модулей при выходе их из строя или падении их мощности.- the difficulty of replacing individual laser modules when they fail or their power drops.

Известен способ формирования и наведения лазерного излучения на цель [2], включающий формирование лазерного излучения 4-х излучателей короткофокусными коллиматорами, наведение каждого излучателя на цель поворотными плоскими зеркалами, установленными за каждым коллиматором, компенсацию фокусного расстояния коллиматора, вызванную тепловыми эффектами в формирующей оптике коллиматора, продольным перемещением окуляра двух-кратного расширителя пучка. При использовании этого способа формирования и наведения излучения на цель существенными недостатками являются: широкая диаграмма направленности лазерного излучения из-за короткофокусности коллиматора ~ 250 мм, низкая точность наведения каждого излучателя на цель из-за отсутствия приемного канала и точного наведения; невысокая плотность излучения на цели из-за отсутствия фокусировки излучения на заданную дальность и широкой диаграммы направленности излучения излучателя.There is a known method of forming and pointing laser radiation at a target [2], including the formation of laser radiation from 4 emitters with short-focus collimators, pointing each emitter at the target with rotary flat mirrors installed behind each collimator, compensating the focal length of the collimator caused by thermal effects in the forming optics of the collimator , longitudinal movement of the eyepiece of the two-fold beam expander. When using this method of forming and pointing radiation at the target, significant disadvantages are: a wide radiation pattern of laser radiation due to the short focus of the collimator ~ 250 mm, low accuracy of pointing each emitter at the target due to the lack of a receiving channel and accurate pointing; low radiation density on the target due to the lack of radiation focusing at a given range and a wide radiation pattern of the emitter.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ формирования и наведения лазерного излучения излучателей с оптоволоконными выводами на цель [3], включающий формирование зондирующего излучения и облучение им зоны предполагаемого расположения цели, поиск и грубое наведение зондирующего излучения на цель, прием отраженного от цели блика и построение изображения цели, измерение координат обнаруженных целей и дальности до них, формирование излучения каждого излучателя короткофокусным коллиматором в виде асферической линзы, сложение излучений каждого излучателя сумматором единичных лазерных пучков с установленными под углом 45° к оптической оси светоделительными элементами в виде дихроичных пластин, формирование необходимой диаграммы направленности суммарного лазерного излучения всех излучателей в зеркально-линзовым телескопе с внеосевым параболическим зеркальным объективом и подвижной асферической линзой окуляра, установленном на микропозиционере трехкоординатного блока сканирования, осуществляющего точное наведение и фокусировку суммарного излучения всех излучателей на цель. К недостаткам этого способа относятся:The closest in technical essence to the proposed method is the method of generating and directing laser radiation from emitters with fiber optic leads to the target [3], including the formation of probing radiation and irradiation of the zone of the intended location of the target, search and rough guidance of the probing radiation on the target, receiving reflected from the target glare and building an image of the target, measuring the coordinates of the detected targets and the distance to them, forming the radiation of each emitter with a short-focus collimator in the form of an aspherical lens, adding the radiation of each emitter by an adder of single laser beams with beam-splitting elements installed at an angle of 45 ° to the optical axis in the form of dichroic plates, formation of the required directivity pattern of the total laser radiation of all emitters in a mirror-lens telescope with an off-axis parabolic mirror objective and a movable aspherical eyepiece lens mounted on a micropositioner of a three-coordinate scanning unit that accurately aims and focuses the total radiation of all emitters on the target. The disadvantages of this method include:

- неэффективное формирование результирующего лазерного пучка;- inefficient formation of the resulting laser beam;

- большое количество оптических поверхностей в оптической системе, погрешности которых сказываются на точности формируемого волнового фронта и точности наведения на цель;- a large number of optical surfaces in the optical system, the errors of which affect the accuracy of the formed wave front and the accuracy of aiming at the target;

- сложность и дороговизна изготовления асферической оптики для коллиматора и телескопической системы, сложность юстировки внеосевого параболического зеркала;- the complexity and high cost of manufacturing aspherical optics for the collimator and telescopic system, the complexity of adjusting the off-axis parabolic mirror;

- невысокая плотность излучения на цели из-за фокусировки и наведения суммарного излучения всех излучателей на цель общей телескопической системой формирования;- low radiation density on the target due to the focusing and guidance of the total radiation of all emitters on the target by a common telescopic formation system;

- большие лучевые нагрузки на коллиматоре и окуляре телескопа из-за близкого расположения оптических элементов к торцу излучающего тела излучателя;- large radiation loads on the collimator and eyepiece of the telescope due to the close location of the optical elements to the end of the radiating body of the emitter;

- дополнительное согласование приемного и передающего каналов из-за несоосного их расположения относительно друг друга.- additional coordination of the receiving and transmitting channels due to their non-coaxial location relative to each other.

Задачей изобретения является эффективное формирование дифракционного качества излучения, повышение точности наведения, увеличение плотности излучения на цели.The objective of the invention is the effective formation of the diffraction quality of the radiation, increasing the accuracy of pointing, increasing the radiation density at the target.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе формирования и наведения лазерного излучения излучателей с оптоволоконными выводами на цель, включающем поиск и грубое наведение на цель, формирование зондирующего излучения и облучение им зоны предполагаемого расположения цели, прием отраженного от цели блика, построение изображения и измерение координат цели в приемном блоке грубого наведения, грубое наведении на цель, прием отраженного от цели блика, построение изображения и измерение координат цели в приемном блоке точного наведения, точное наведение на цель, измерение дальности до цели и фокусировку излучения на нее, формирование излучения излучателей с оптоволоконными выводами заданной диаграммы направленности и фокусировку его на цель, прием отраженных от цели бликов, построение изображения и измерение координат цели в приемном блоке точного наведения, точное наведение и фокусировку излучения на цель, формирование заданной диаграммы направленности излучения производят для каждого излучателя с оптоволоконным выводом, при этом прием отраженного от цели блика, формирование излучения и формирование заданной диаграммы направленности для каждого излучателя осуществляют неосевой круговой зоной общего для всех излучателей длиннофокусного коллиматора, в фокальной плоскости которого располагают центры наклонных к оси длиннофокусного коллиматора торцов сердцевин оптоволоконных выводов, отраженное от цели зондирующее излучение и наведенное на цель излучение каждого излучателя с оптоволоконным выводом, разделяют светоделительным элементом.The problem is solved by the fact that in the known method of formation and guidance of laser radiation from emitters with fiber optic leads to the target, including search and rough guidance to the target, the formation of probing radiation and irradiation of the zone of the supposed location of the target with it, reception of the flare reflected from the target, imaging and measurement coordinates of the target in the receiving unit of coarse guidance, coarse guidance to the target, reception of the flare reflected from the target, imaging and measurement of target coordinates in the receiver of fine guidance, fine guidance to the target, measurement of the range to the target and focusing of radiation on it, formation of emitter radiation with fiber optic outputs of a given radiation pattern and focusing it on the target, receiving glare reflected from the target, building an image and measuring the coordinates of the target in the receiving unit of fine guidance, precise guidance and focusing of radiation on the target, the formation of a given radiation pattern is performed for each emitter with a fiber optic output, in this case, the reception of the flare reflected from the target, the formation of radiation and the formation of a given radiation pattern for each emitter is carried out by a non-axial circular zone of a long-focus collimator common to all emitters, in the focal plane of which the centers of the ends of the cores of the fiber-optic leads inclined to the axis of the long-focus collimator are located, the probing radiation reflected from the target and the target-directed radiation of each fiber-optic lead emitter is separated by a beam-splitting element.

На рисунке показана принципиальная оптическая схема реализации предложенного способа, где: 1 - длиннофокусный коллиматор; 1.1 - неосевая круговая зона системы формирования каждого излучателя; 2 - излучатель с оптоволоконным выводом; 3 - торец сердцевины оптоволоконного вывода; 4 - устройство сканирования; 5 - приемный блок точного наведения; 6 - устройство фокусировки; 7 - светоделительный элемент; 8 - устройство зондирующего излучения; 9 - устройство грубого наведения; 10 - приемный блок грубого наведения; 11 - устройство дальномера; 12 - электронный блок управления и обработки.The figure shows a schematic optical diagram of the implementation of the proposed method, where: 1 - long-focus collimator; 1.1 - non-axial circular zone of the formation system of each emitter; 2 - emitter with fiber optic output; 3 - end of the fiber-optic output core; 4 - scanning device; 5 - receiving unit for precise guidance; 6 - focusing device; 7 - beam-splitting element; 8 - device for probing radiation; 9 - device rough guidance; 10 - receiving block rough guidance; 11 - rangefinder device; 12 - electronic control and processing unit.

Система формирования и наведения лазерного излучения излучателей на цель с помощью предлагаемого способа включает приемный и передающий каналы.The system of formation and guidance of laser radiation emitters on the target using the proposed method includes receiving and transmitting channels.

Приемный канал состоит из длиннофокусного коллиматора 1, светоделительного элемента 7 и приемного блока точного наведения 5 и предназначен для приема отраженных от цели бликов и построения изображения цели в приемном блоке точного наведения 5. Предметной плоскостью приемного канала является плоскость цели, плоскостью изображений - чувствительная площадка приемного блока 5.The receiving channel consists of a long-focus collimator 1, a beam-splitting element 7 and a fine pointing receiving unit 5 and is designed to receive glare reflected from the target and build an image of the target in the fine pointing receiving unit 5. The object plane of the receiving channel is the target plane, the image plane is the sensitive area of the receiving block 5.

Передающий канал состоит из длиннофокусного коллиматора 1; светоделительного элемента 7. Предметной плоскостью передающего канала является плоскость торца сердцевины 3 оптоволоконного вывода излучателя 2, плоскостью изображений - плоскость цели. Передающий канал предназначен для формирования заданной диаграммы направленности лазерного излучения излучателя с оптоволоконным выводом и фокусировки его на цель.The transmitting channel consists of a long-focus collimator 1; beam-splitting element 7. The object plane of the transmitting channel is the plane of the end face of the core 3 of the fiber-optic output of the emitter 2, the image plane is the plane of the target. The transmitting channel is designed to form a given radiation pattern of the laser radiation emitter with a fiber optic output and focus it on the target.

Приемный и передающий каналы оптически разделены светоделительным элементом 7.The receiving and transmitting channels are optically separated by a beam splitter 7.

Длиннофокусный коллиматор 1 предназначен для формирования излучения заданной диаграммы направленности каждого излучателя и представляет собой двух или трех линзовую систему со стандартными сферическими поверхностями. Формирование излучения и формирование заданной диаграммы направленности для каждого излучателя осуществляется неосевой круговой зоной 1.1 общего для всех излучателей длиннофокусного коллиматора 1. Линзы располагаются на достаточно большом расстоянии от торца сердцевины оптоволоконного вывода, откуда выходит расходящееся мощное лазерное излучение, обеспечивая при этом сильное уменьшение лучевых нагрузок на оптические поверхности линз.The long-focus collimator 1 is designed to form the radiation of a given radiation pattern of each emitter and is a two or three lens system with standard spherical surfaces. The formation of radiation and the formation of a given radiation pattern for each emitter is carried out by a non-axial circular zone 1.1 of a long-focus collimator 1 common to all emitters. optical surfaces of lenses.

Излучатель 2 с оптоволоконным выводом предназначен для создания лазерного излучения. Излучатели наклонены к оси длиннофокусного коллиматора, в фокальной плоскости которого располагают центры наклонных торцов сердцевин оптоволоконных выводов 3. При исходном положении оптической длины длиннофокусного коллиматора через него выходит пучок, сфокусированный на бесконечность и сфокусированный на заданную дальность при его изменении (увеличении).The emitter 2 with a fiber optic output is designed to create laser radiation. The emitters are inclined to the axis of the long-focus collimator, in the focal plane of which the centers of the inclined ends of the cores of the fiber-optic leads 3 are located. At the initial position of the optical length of the long-focus collimator, a beam comes out through it, focused to infinity and focused to a given range when it changes (increases).

Устройство сканирования 4 предназначено для точного наведения лазерного излучения на цель.The scanning device 4 is intended for precise aiming of laser radiation at the target.

Приемный блок точного наведения 5 предназначен для приема отраженных от цели бликов и построения изображения цели на чувствительной площадке приемного блока.The fine targeting receiving unit 5 is designed to receive glare reflected from the target and build an image of the target on the sensitive area of the receiving unit.

Устройство фокусировки 6 предназначено для фокусировки лазерного излучения на цель.The focusing device 6 is designed to focus the laser radiation on the target.

Светоделительный элемент 7 предназначен для оптического разделения приемного и передающих каналов.The beam-splitting element 7 is designed for optical separation of the receiving and transmitting channels.

Устройство зондирующего излучения 8 и предназначено для создания зондирующего излучения и облучения им зоны предполагаемого расположения цели.The probing radiation device 8 is designed to create probing radiation and irradiate the zone of the intended target location with it.

Устройство грубого наведения 9 может быть выполнено в виде опорно-поворотной платформы, на котором размещены устройства системы и предназначено для осуществления вращения по азимуту и наклону по углу места.The coarse guidance device 9 can be made in the form of a turntable, on which the devices of the system are placed and is intended for rotation in azimuth and inclination in elevation.

Приемный блок грубого наведения 10 предназначен для приема отраженных от цели бликов и построения изображения цели на чувствительной площадке приемного блока.The coarse guidance receiving unit 10 is designed to receive glare reflected from the target and build an image of the target on the sensitive area of the receiving unit.

Устройство дальномера 11 предназначено для определения дальности до обнаруженных целей.The rangefinder device 11 is designed to determine the range to the detected targets.

Электронный блок управления и обработки 12 предназначен для осуществления управления процессами формирования излучения, поиска целей, грубого и точного наведения и фокусировки излучения на цель, анализа и обработки полученных изображений.The electronic control and processing unit 12 is designed to control the processes of radiation formation, search for targets, coarse and fine pointing and focusing of radiation on the target, analysis and processing of the obtained images.

Способ формирования и наведения лазерного излучения излучателей с оптоволоконным выводом на цель реализован следующим образом.The method of formation and guidance of laser radiation emitters with fiber optic output to the target is implemented as follows.

С электронного блока управления и обработки 12 подается командный сигнал на включение и функционирование устройства грубого наведения 9 и приемного блока грубого наведения 10. Осуществляется обзор местности, поиск целей вращением и наклоном опорно-поворотной платформы устройства грубого наведения 9 в рабочем диапазоне углов и построение изображений обнаруженных целей в приемном блоке грубого наведения 10. Полученная информация поступает в электронный блок управления и обработки 12 и производится анализ и обработка полученных изображений, определяется зона предполагаемого нахождения обнаруженной цели. Для определения уязвимого места обнаруженной цели подается команда с электронного блока управления и обработки 12 на зондирование этой местности зондирующим излучением и включается устройство зондирующего излучения 8.From the electronic control and processing unit 12, a command signal is sent to turn on and operate the coarse guidance device 9 and the coarse guidance receiving unit 10. The terrain is surveyed, the search for targets is carried out by rotating and tilting the turntable of the coarse guidance device 9 in the operating range of angles and the construction of images of the detected targets in the receiving unit of coarse guidance 10. The received information enters the electronic control and processing unit 12 and the analysis and processing of the received images is carried out, the zone of the alleged location of the detected target is determined. To determine the vulnerable spot of the detected target, a command is sent from the electronic control and processing unit 12 to probe this area with probing radiation, and the probing radiation device 8 is turned on.

Излучение устройства зондирующего излучения 8 производит зондирование пространства предполагаемого нахождения обнаруженной цели, отражается от цели и принимается приемным блоком грубого наведения 10. Сигналы о расположении обнаруженной цели с чувствительной площадки приемного блока грубого наведения 10 поступают в электронный блок управления и обработки 12, производится измерение координат обнаруженной цели. С электронного блока управления и обработки 12 подается командный сигнал на грубое наведение системы на цель. Вращением и наклоном опорно-поворотной платформы устройства грубого наведения 9 производится грубое наведение на цель, изображение цели подводят в центр приемного блока грубого наведения 10 с точностью грубого наведения, совпадающей или меньшей углового поля зрения устройства точного наведения. Система с точностью устройства грубого наведения наведена на обнаруженную цель, и цель попадает в поле зрения точного наведения.The radiation of the probing radiation device 8 probes the space of the alleged location of the detected target, is reflected from the target and received by the coarse guidance receiving unit 10. Signals about the location of the detected target from the sensitive area of the coarse guidance receiving unit 10 are sent to the electronic control and processing unit 12, the coordinates of the detected goals. From the electronic control and processing unit 12, a command signal is sent to rough pointing the system at the target. By rotating and tilting the turntable of the coarse guidance device 9, coarse guidance is performed on the target, the target image is brought to the center of the coarse guidance receiving unit 10 with a coarse guidance accuracy equal to or less than the angular field of view of the fine guidance device. The system, with the accuracy of a coarse guidance device, is pointed at a detected target, and the target enters the fine guidance field of view.

Производится точное наведение. Отраженное от цели зондирующее излучение принимается неосевой круговой зоной 1.1 общего для всех излучателей системой длиннофокусного коллиматора 1, проходит через неосевую часть линз и светоделительный элемент 7 и строит изображение цели в плоскости приемного блока точного наведения 5 в рабочем диапазоне углов поля зрения устройства точного наведения.Precise targeting is done. The probing radiation reflected from the target is received by the non-axial circular zone 1.1 of the long-focus collimator 1 common to all emitters, passes through the non-axial part of the lenses and the beam-splitting element 7 and builds an image of the target in the plane of the fine targeting receiving unit 5 in the operating range of angles of the field of view of the fine targeting device.

В электронный блок управления и обработки 12 с приемного блока точного наведения 5 поступают сигналы о расположении обнаруженной цели, производят измерение координат обнаруженной цели. С электронного блока управления и обработки 12 подается командный сигнал на включение устройства сканирования 4. Производится точное наведения системы на цель, изображение цели подводят в центр поля зрения приемного блока точного наведения 5 сканированием. Цель находится на оси приемного канала.Signals about the location of the detected target are received from the receiving unit of fine guidance 5 to the electronic control and processing unit 12, and the coordinates of the detected target are measured. From the electronic control and processing unit 12, a command signal is sent to turn on the scanning device 4. The system is accurately aimed at the target, the target image is brought to the center of the field of view of the fine guidance receiving unit 5 by scanning. The target is on the axis of the receiving channel.

Поскольку предметной плоскостью приемного канала является плоскость цели и плоскостью изображений - плоскость приемного блока точного наведения, а предметной плоскостью передающего канала является плоскость торца сердцевины оптоволоконного вывода излучателя, откуда выходит единичный лазерный пучок и плоскостью изображений - плоскость цели, то когда система точно наведена на цель и изображение цели находится на оси приемного канала, то цель находится и на оси передающего канала, и выходное излучение каждого излучателя точно наведено на цель. И при этом обеспечивается сопряженность каждого торца сердцевины оптоволоконного вывода излучателя, откуда выходит лазерный пучок, и цели.Since the object plane of the receiving channel is the plane of the target and the plane of the images is the plane of the receiving unit of fine guidance, and the object plane of the transmitting channel is the plane of the end face of the core of the fiber optic output of the emitter, from where a single laser beam comes out and the image plane is the plane of the target, then when the system is precisely aimed at the target and the target image is on the axis of the receiving channel, then the target is also on the axis of the transmitting channel, and the output radiation of each emitter is precisely aimed at the target. And at the same time, the conjugation of each end of the core of the fiber-optic output of the emitter, from where the laser beam comes out, and the target is ensured.

С электронного блока управления и обработки 12 подается командный сигнал на включение и функционирование устройства дальномера 11. Производится измерение дальности до цели. С электронного блока управления и обработки 12 подается командный сигнал на включение устройства фокусировки 6. Производится фокусировка каждого излучателя 2 на цель.From the electronic control and processing unit 12, a command signal is sent to turn on and operate the range finder device 11. The distance to the target is measured. From the electronic control and processing unit 12, a command signal is sent to turn on the focusing device 6. Each emitter 2 is focused on the target.

С электронного блока управления и обработки 12 подается управляющая команда на подачу электропитания каждому излучателю 2. Каждый излучатель начинает генерировать когерентные электромагнитные волны, передаваемые по своему оптоволоконному выводу, торец сердцевины которого 3 является источником излучения, откуда выходит единичный лазерный пучок.From the electronic control and processing unit 12, a control command is given to supply power to each emitter 2. Each emitter begins to generate coherent electromagnetic waves transmitted through its fiber optic output, the end of the core of which 3 is a radiation source, from which a single laser beam comes out.

Выходное лазерное излучение каждого излучателя, исходящее из торца сердцевины оптоволоконного вывода 3, проходит светоделительный элемент 7, неосевую часть сферических линз 1.1 общего для всех излучателей длиннофокусного коллиматора 1, формируя излучение необходимой диаграммы направленности близкое к дифракционному качеству, и выходит сфокусированным на цель.The output laser radiation of each emitter, coming from the end of the core of the fiber-optic output 3, passes through the beam-splitting element 7, the off-axis part of the spherical lenses 1.1 of the long-focus collimator 1 common for all emitters, forming the radiation of the required radiation pattern close to the diffraction quality, and comes out focused on the target.

Выходное излучение каждого излучателя точно наведено и сфокусировано на цель.The output of each emitter is precisely directed and focused on the target.

В предложенном способе формирования и наведения лазерного излучения излучателей с оптоволоконными выводами на цель раздельное осуществление для каждого излучателя точного наведения и фокусировки излучения на цель и использование в качестве оптической системы приема отраженных от цели бликов, формирование излучения и формирование заданной диаграммы направленности для каждого излучателя неосевой круговой зоной общего для всех излучателей длиннофокусного коллиматора из нескольких сферических линз, в фокальной плоскости которого расположены центры наклонных к оси длиннофокусного коллиматора торцов сердцевин оптоволоконных выводов, позволяют:In the proposed method for the formation and guidance of laser radiation from emitters with fiber-optic leads to the target, separate implementation for each emitter of precise aiming and focusing of radiation on the target and the use of receiving glare reflected from the target as an optical system, the formation of radiation and the formation of a given radiation pattern for each emitter is non-axial circular a zone of a long-focus collimator common to all emitters of several spherical lenses, in the focal plane of which are located the centers of the ends of the cores of the fiber optic leads inclined to the axis of the long-focus collimator, allow:

- эффективно сформировать дифракционного качества излучение, как каждого излучателя, так и суммарное излучение всех излучателей;- effectively generate diffraction-quality radiation, both of each emitter and the total radiation of all emitters;

- повысить точность наведения лазерного излучения на цель за счет формирования дифракционного качества излучения в каждом излучателе, использования неосевой круговой зоны общего для всех излучателей длиннофокусного коллиматора из нескольких сферических линз в качестве системы формирования излучения для каждого излучателя, системы формирования заданной диаграммы направленности излучения и приема отраженного от цели бликов, точного наведения и фокусировки каждого излучателя на обнаруженную цель, упрощения юстировки и использования стандартной сферической оптики;- to improve the accuracy of pointing laser radiation at the target due to the formation of the diffraction quality of radiation in each emitter, the use of a non-axial circular zone common to all emitters of a long-focus collimator from several spherical lenses as a radiation formation system for each emitter, a system for forming a given radiation pattern and receiving reflected from the target of glare, precise aiming and focusing of each emitter on the detected target, simplifying alignment and using standard spherical optics;

- увеличить плотность излучения на цели за счет формирования дифракционного качества излучения на выходе, как каждого излучателя, так и суммарного излучения всех излучателей, повышения точности наведения на обнаруженную цель.- increase the radiation density at the target by forming the diffraction quality of the radiation at the output, both of each emitter and the total radiation of all emitters, increasing the accuracy of pointing at the detected target.

Источники информации:Information sources:

1. В.И. Кишко, В.Ф. Матюхин. Принципы построения адаптивных ретрансляторов для стратосферных систем передачи энергии // Автометрия. 2012. Т. 48, №2. с. 59-66.1. V.I. Kishko, V.F. Matyukhin. Principles of constructing adaptive repeaters for stratospheric power transmission systems // Avtometriya. 2012. V. 48, No. 2. With. 59-66.

2. Sprangle, Phillip & Ting, А. & Penano, J.R. & Fischer, Richard & Hafizi, Bahman. (2008). Incoherent Combining of High-Power Fiber Lasers for Directed-Energy Applications. 2. 25.2. Sprangle, Phillip & Ting, A. & Penano, J.R. & Fischer, Richard & Hafizi, Bahman. (2008). Incoherent Combining of High-Power Fiber Lasers for Directed-Energy Applications. 2.25.

3. Патент RU 2663121, опубликован 07.08.2018, бюл. №22, МПК: G01S 17/88 (2006.01), F41G 3/22 (2006.01) - прототип.3. Patent RU 2663121, published 08/07/2018, bul. No. 22, IPC: G01S 17/88 (2006.01), F41G 3/22 (2006.01) - prototype.

Claims (1)

Способ формирования и наведения лазерного излучения излучателей с оптоволоконными выводами на цель, включающий поиск и грубое наведение на цель, формирование зондирующего излучения и облучение им зоны предполагаемого расположения цели, прием отраженного от цели блика, построение изображения и измерение координат цели в приемном блоке грубого наведения, грубое наведении на цель, прием отраженного от цели блика, построение изображения и измерение координат цели в приемном блоке точного наведения, точное наведение на цель, измерение дальности до цели и фокусировку излучения на нее, формирование излучения излучателей с оптоволоконными выводами заданной диаграммы направленности и фокусировку его на цель, отличающийся тем, что прием отраженных от цели бликов, построение изображения и измерение координат цели в приемном блоке точного наведения, точное наведение и фокусировку излучения на цель, формирование заданной диаграммы направленности излучения производят для каждого излучателя с оптоволоконным выводом, при этом прием отраженного от цели блика, формирование излучения и формирование заданной диаграммы направленности для каждого излучателя осуществляют неосевой круговой зоной единого для всех излучателей длиннофокусного коллиматора, в фокальной плоскости которого располагают центры наклонных к оси длиннофокусного коллиматора торцов сердцевин оптоволоконных выводов, отраженное от цели зондирующее излучение и наведенное на цель излучение каждого излучателя с оптоволоконным выводом разделяют светоделительным элементом.A method for generating and pointing laser radiation from emitters with fiber optic leads to a target, including searching and coarse aiming at a target, generating probing radiation and irradiating the zone of the intended location of the target with it, receiving a flare reflected from the target, building an image and measuring the target coordinates in the coarse guidance receiving unit, coarse aiming at the target, receiving the flare reflected from the target, building an image and measuring the coordinates of the target in the fine targeting receiving unit, fine targeting, measuring the range to the target and focusing the radiation on it, forming the radiation of emitters with fiber-optic outputs of a given radiation pattern and focusing it on the target, characterized in that the reception of glare reflected from the target, the construction of the image and the measurement of the target coordinates in the receiving unit of fine guidance, the precise guidance and focusing of radiation on the target, the formation of a given radiation pattern are performed for each emitter with a fiber optic output, while receiving the reflected from the target of the flare, the formation of radiation and the formation of a given radiation pattern for each emitter is carried out by a non-axial circular zone of a long-focus collimator common for all emitters, in the focal plane of which there are centers of the ends of the cores of the fiber optic leads inclined to the axis of the long-focus collimator, the probing radiation reflected from the target and induced on the target the radiation of each emitter with a fiber optic output is separated by a beam splitter.
RU2022121710A 2022-08-10 Method for forming and directing laser radiation of emitters with optical fibre outputs to a target RU2793612C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793612C1 true RU2793612C1 (en) 2023-04-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9575309B2 (en) * 2012-09-10 2017-02-21 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Telescopic control of high power laser propagation
RU2663121C1 (en) * 2016-11-28 2018-08-07 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Optical system for formation and induction of laser radiation
RU2715083C1 (en) * 2019-04-11 2020-02-25 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Laser beam formation and guidance optical system
WO2021127312A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 Southwest Research Institute Laser beam positioning method using a patterned mirror
RU2760694C2 (en) * 2017-01-18 2021-11-29 Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн Method and systems for generating images in coherent radiation and controlling with feedback for modifying materials

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9575309B2 (en) * 2012-09-10 2017-02-21 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Telescopic control of high power laser propagation
RU2663121C1 (en) * 2016-11-28 2018-08-07 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Optical system for formation and induction of laser radiation
RU2760694C2 (en) * 2017-01-18 2021-11-29 Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн Method and systems for generating images in coherent radiation and controlling with feedback for modifying materials
RU2715083C1 (en) * 2019-04-11 2020-02-25 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Laser beam formation and guidance optical system
WO2021127312A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 Southwest Research Institute Laser beam positioning method using a patterned mirror

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7064817B1 (en) Method to determine and adjust the alignment of the transmitter and receiver fields of view of a LIDAR system
USRE42913E1 (en) Optical detection system
RU2292566C1 (en) Multifunctional optical-radar system
CN108508432A (en) A kind of portable light shaft detection instrument and its method
CN108693516B (en) Device and method for rapidly measuring performance of laser ranging system
US5009502A (en) System of holographic optical elements for testing laser range finders
CN208255406U (en) A kind of portable light shaft detection instrument
CN113340279B (en) Surveying device with on-axis beam deflection element
CN108931783B (en) Device and method for measuring performance of laser ranging system with high precision
CN107015237A (en) A kind of sounding optical system
CN112526489B (en) Optical axis calibration system and method of laser range finder and laser parameter measurement method
CN112630773A (en) Photoelectric tracking and control equipment based on common-frame radar composite detection
KR20090052415A (en) Beam director for laser weapon system
RU2335728C1 (en) Optical-electronic search and tracking system
CN113376857B (en) High-precision optical path debugging device and method
CN106405825A (en) Self-adaptive laser far field power density control device
CN110030969A (en) Measuring device with measuring beam homogenization
CN114279687A (en) Measuring device and measuring method for relative deflection of primary mirror and secondary mirror
CN212569122U (en) Laser range finder system capable of automatically calibrating optical axis
RU2793612C1 (en) Method for forming and directing laser radiation of emitters with optical fibre outputs to a target
US5107369A (en) Wide field multi-mode telescope
RU2784602C1 (en) Method for forming and pointing laser radiation of emitters with optical fiber outputs on a target
RU2785768C1 (en) System for shaping and guidance on the target of the laser radiation of emitters with fibre-optic leads
RU2793613C1 (en) System for forming and directing laser radiation of emitters with optical fiber outputs to a target
RU2816822C1 (en) System for generating and guiding laser radiation of emitter with fibre-optic output to target