一种激光探测回路的构建方法技术

本发明专利技术公开了一种激光探测回路的构建方法，将一定长度的光纤弯成半径为R的螺旋状光纤，用金属盒子封装起来，并将光纤两端面固定在盒子的端面，使一端对准激光发射窗口，另一端对准激光接收窗口，保证激光发射视场和接收视场分别覆盖光纤的两端，当激光近炸引信发光探测时，激光从光纤的一端入射，在光纤内沿轴向以全反射的方式向前传输，从另一端出射，并进入激光近炸引信的接收视场，从而模拟激光照射目标时的探测回路。本发明专利技术利用激光在光纤内的全反射传播，在较小的空间内构建激光远距离探测回路，确保在导弹总装后测试时激光近炸引信可以探测到规定的距离阈值，继而实现激光近炸引信的功能性测试，提高产品的测试性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光探测回路的构建方法
本专利技术涉及一种激光探测回路的构建方法。属于激光近炸引信探测领域。
技术介绍
激光由于亮度强、单色性、相干性和方向性好等特点，可构成具有良好时间、空间分别率、高定距精度和高抗干扰性的探测系统，越来越多的应用于空面导弹或无人机上。目前，空面导弹或无人机多配装发射光束和接收光束平行的前下视探测的激光近炸引信，且为了提高其作用可靠性和抗干扰性，通常设计一个距离阈值范围(一般为15m-25m)，在实际使用过程中，必须先探测到该范围内的距离数据，方才响应近距离探测数据。但是在导弹总装后测试时，导弹通常置于距地面高度为1m-2m的支架上，对于轴平行前下视探测的激光近炸引信无法满足探测距离阈值的条件，从而无法实现定距功能的测试。因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种激光探测发射和接收回路的构建方法，用于在较小探测空间内实现激光远距离探测。为解决本专利技术的技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种激光探测回路的构建方法，将一定长度的光纤弯成半径为R的螺旋状光纤，用金属盒子封装起来，并将光纤两端面固定在盒子的端面，使一端对准激光发射窗口，另一端对准激光接收窗口，保证激光发射视场和接收视场分别覆盖光纤的两端，当激光近炸引信发光探测时，激光从光纤的一端入射，在光纤内沿轴向以全反射的方式向前传输，从另一端出射，并进入激光近炸引信的接收视场，从而模拟激光照射目标时的探测回路，具体包括以下步骤：a)选择纤芯直径为100μm的光纤；b)满足全反射条件的入射角式中，为激光入射角，n1为纤芯折射率，n2为包层折射率，n0为光纤周围媒质的折射率；c)当光纤的弯曲半径R与光纤纤芯直径2a之比小于50时，光纤的透光量将会下降，为了保证透光量，选取R＞50*2a；d)全反射的激光在直光纤内的光程式中，L为选取光纤的长度，θ0为激光折射角；e)全反射的激光在弯曲光纤内的光程式中，a为光纤纤芯半径，R为光纤的弯曲半径，α为光在弯曲光纤中两次反射光程的中心角，其取值很小很小，因此可将f)激光近炸引信的距离阈值(A1～A2)，利用上式即可确定所需光纤的长度所述光纤两端在激光探测回路模拟器对接面上的距离L1应与激光近炸引信发射窗口和接收窗口中心距离一致。本专利技术的有益效果：本专利技术利用激光在光纤内的全反射传播，在较小的空间内构建激光远距离探测回路，确保在导弹总装后测试时激光近炸引信可以探测到规定的距离阈值，继而实现激光近炸引信的功能性测试，提高产品的测试性。附图说明图1为光纤结构图。图2为光线在直光纤中反射图。图3为光线在弯曲光纤中反射图。图4为激光探测回路模拟器结构图。图5激光近炸引信装后测试连接示意图。其中，1、纤芯，2、包层，3、入射光线，4、光纤内的反射光线，5、光纤，6、光纤内的折射光线，7、弯曲的光纤纤芯，8、金属盒子，9、螺旋状光纤，10、激光探测回路模拟器对接面倾角，11、光纤两端面，12、导弹，13、激光探测回路模拟器，14、激光近炸引信；激光入射角，θ0：激光折射角，ψ0：激光反射角，2a：纤芯直径，n1：纤芯折射率，n2：包层折射率，n0：光纤周围媒质的折射率，R：弯曲的光纤半径，α：光在弯曲光纤中两次反射光程的中心角α，A、B：光在弯曲光纤中两次反射点，L1：光纤两端在激光探测回路模拟器对接面上的距离，P：光线在此处弯曲。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下实施例仅用于说明本专利技术，不用来限制本专利技术的保护范围。光纤是工作在光波波段的一种圆柱形介质波导，把以光的形式出现的电磁波能量利用全反射原理约束在其界面内，并引导光波沿着光纤轴线的方向传播。如图1所示，光纤的基本结构是两层圆柱状媒质，内层为纤芯1，外层为包层2，纤芯1的折射率n1比包层2的折射率n2稍大，当满足一定入射条件时，光波就能沿着纤芯1向前传播。本专利技术的一种激光探测回路的构建方法，具体包括以下步骤：a)选择光纤时，由激光近炸引信的发射视场角、光源距窗口的距离可求得与光纤对接处的光斑大于1.1mm，可以选择纤芯直径为100μm的光纤，从而保证激光近炸引信发射视场和接收视场全覆盖纤芯；b)图2所示，入射光线3、光纤5、光纤内的反射光线4、光纤内的折射光线6，可以求出满足全反射条件的入射角由于激光近炸引信发射视场和接收视场全覆盖纤芯，从而确保激光光束中必有一部分光满足全反射入射的条件；c)实验结果表明，当光纤的弯曲半径与光纤纤芯直径比小于50时，光纤的透光量将会下降，为了保证透光量，选取R＞50*2a，一般选取的R＞＞50*2a；d)根据图2，可以求出全反射的激光在直光纤内的光程式中L为选取光纤的长度；e)根据图3，弯曲的光纤纤芯7，可以求出全反射的激光在弯曲光纤内的光程式中a为纤芯半径，α为光在弯曲光纤中两次反射光程的中心角，其取值很小很小，因此可将f)激光近炸引信的距离阈值(A1～A2)，距离阈值(A1～A2)通常为15m-25m，利用上式即可确定所需光纤的长度图4所示，激光探测回路模拟器结构图。将光纤两端采用机械或胶粘方式固定在激光探测回路模拟器13对接面处，激光探测回路模拟器13对接面应选用光滑、柔顺的材质，避免在使用过程中划伤激光近炸引信的窗口。为保证激光束垂直照射光纤，激光探测回路模拟器对接面倾角10应与激光近炸引信前倾探测角一致，将一定长度的光纤弯成半径为R的螺旋状光纤9，用金属盒子8封装起来，并将光纤两端面11固定在盒子的端面，使一端对准激光发射窗口，另一端对准激光接收窗口，保证激光发射视场和接收视场分别覆盖光纤的两端，当激光近炸引信发光探测时，激光从光纤的一端入射，在光纤内沿轴向以全反射的方式向前传输，从另一端出射，并进入激光近炸引信的接收视场，从而模拟激光照射目标时的探测回路。其中，光纤两端在激光探测回路模拟器对接面上的距离L1应与激光近炸引信发射窗口和接收窗口中心距离一致；图5为激光近炸引信装后测试连接示意图。激光探测回路模拟器13和激光近炸引信14安装在导弹12或无人机上。本专利技术的一种激光探测回路的构建方法，利用激光在光纤内的全反射传播，在较小的空间内构建激光远距离探测回路，确保在导弹总装后测试时激光近炸引信可以探测到规定的距离阈值，继而实现激光近炸引信的功能性测试，提高产品的测试性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光探测回路的构建方法，其特征在于，将一定长度的光纤弯成半径为R的螺旋状光纤，用金属盒子封装起来，并将光纤两端面固定在盒子的端面，使一端对准激光发射窗口，另一端对准激光接收窗口，保证激光发射视场和接收视场分别覆盖光纤的两端，当激光近炸引信发光探测时，激光从光纤的一端入射，在光纤内沿轴向以全反射的方式向前传输，从另一端出射，并进入激光近炸引信的接收视场，从而模拟激光照射目标时的探测回路，具体包括以下步骤：a)选择纤芯直径为100μm的光纤；b)满足全反射条件的入射角式中，为激光入射角，n1为纤芯折射率，n2为包层折射率，n0为光纤周围媒质的折射率；c)当光纤的弯曲半径R与光纤纤芯直径2a之比小于50时，光纤的透光量将会下降，为了保证透光量，选取R＞50*2a；d)全反射的激光在直光纤内的光程式中，L为选取光纤的长度，θ0为激光折射角；e)全反射的激光在弯曲光纤内的光程式中，a为光纤纤芯半径，R为光纤的弯曲半径，α为光在弯曲光纤中两次反射光程的中心角，其取值很小很小，因此可将f)激光近炸引信的距离阈值(A1～A2)，利用上式即可确定所需光纤的长度L∈(2*A1*cosθ01-a/R,2*A2*cosθ01-a/R).]]>...

【技术特征摘要】
1.一种激光探测回路的构建方法，其特征在于，将一定长度的光纤弯成半径为R的螺旋状光纤，用金属盒子封装起来，并将光纤两端面固定在盒子的端面，使一端对准激光发射窗口，另一端对准激光接收窗口，保证激光发射视场和接收视场分别覆盖光纤的两端，当激光近炸引信发光探测时，激光从光纤的一端入射，在光纤内沿轴向以全反射的方式向前传输，从另一端出射，并进入激光近炸引信的接收视场，从而模拟激光照射目标时的探测回路，具体包括以下步骤：a)选择纤芯直径为100μm的光纤；b)满足全反射条件的入射角式中，为激光入射角，n1为纤芯折射率，n2为包层折射率，n0为光纤周围媒质的折射率；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文光，王剑琴，曾晓健，赵德政，孟卫兵，雷军政，赵广超，熊剑坤，汤军伟，刘涛，谢晓晖，和鑫，张鹏，熊淑琴，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36