一种超轻型激光照射器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有光轴自动控制、目标指示和测距功能的超轻型激光照射器，包括激光发射器、激光接收与目视瞄准器、激光测距模块、光轴控制器、投影显示器和信号处理器。本发明专利技术的激光发射器负责发射激光光束，激光接收与目视瞄准器对目标漫反射的激光回波和自然光进行接收，激光测距模块根据发射信号与回波信号确定目标距离，再由信号处理器根据目标距离计算光轴控制角度，然后由光轴控制器对激光发射器的出光角度进行调节；同时，目标距离、光轴角度和瞄准十字丝通过投影显示器显示在使用者的目视瞄准视野中。本发明专利技术的体积小、质量轻、功耗低，方便携带。

An ultra light laser illuminator

Ultra light laser irradiation device of the invention discloses an optical axis with automatic control, target indication and the ranging function, which comprises a laser transmitter, receiver and laser visual sight, laser ranging module, optical axis controller, projection display and signal processor. The invention of the laser emitter for emitting a laser beam, the laser receiver and the visual sight of diffused target laser echo and natural light receiver, laser ranging module according to the transmitted signal and the echo signal to determine the target distance, the signal processor according to the target distance calculation of axis control angle, then the axis controller for laser transmitter of regulation light angle; at the same time, target distance, optical axis angle and aiming cross wire through the projection display on the user's visual display in the sights. The invention is small in volume, light in quality, low in power consumption and convenient to carry.

【技术实现步骤摘要】
一种超轻型激光照射器
本专利技术涉及一种激光照射装置，特别涉及一种具有光轴自动控制、目标指示和测距功能的超轻型激光照射器。
技术介绍
自激光问世以来，军事领域的需求始终引领着激光技术的发展。激光照射器是一种日趋成熟的军用激光设备，它向目标发射激光，制导弹药根据目标漫反射光束寻找目标，对其进行打击。传统激光照射器存在着体积大、质量大、功耗高等问题，并且不具备根据目标距离自动调整发射光束倾角的功能。
技术实现思路
为了解决传统激光照射器存在的体积大、质量大、功耗高等问题，本专利技术提供一种具有光轴自动控制、目标指示和测距功能的超轻型激光照射器，其体积小、质量轻、功耗低，方便携带。本专利技术的技术解决方案是提供一种超轻型激光照射器，其特殊之处在于：包括激光发射器1、激光接收与目视瞄准器2、激光测距模块3、光轴控制器4、投影显示器5及信号处理器6；上述激光发射器1用于发射激光光束，照射目标；上述激光接收与目视瞄准器2用于接收由目标漫反射的激光回波信号以及对选定目标进行观测和瞄准；上述激光测距模块3用于根据发射信号和回波信号之间的时间差计算目标距离，并将计算结果发送至信号处理器6；上述信号处理器6用于向激光发射器1发送驱动其出光的控制信号，并根据目标距离计算光轴控制角度，向光轴控制器4发送光轴控制角度控制命令，向投影显示器5发送目标距离和光轴控制角度的测算结果；上述光轴控制器4根据光轴控制角度控制命令对光轴角度进行自动控制；上述投影显示器5用于将目标距离和光轴控制角度的测算结果以及瞄准十字丝投影显示在使用者的目视瞄准视野中。进一步地，上述激光发射器1包括沿光路依次设置的驱动电路11、固体激光器12及分光镜13，还包括设置在所述分光镜13透射光路中的第一雪崩二极管14及依次设置在所述分光镜13反射光路中的第一一维调整镜15与扩束镜组16；上述驱动电路11与信号处理器6连接，用于根据信号处理器6发送的触发信号驱动固体激光器12发射激光光束；上述固体激光器12用于在驱动电路11的驱动信号作用下发射激光光束；上述分光镜13用于将固体激光器12发射的激光光束分为两束光；上述第一雪崩二极管14用于接收透射通过分光镜13的激光，向激光测距模块3发送计时开始信号；上述第一一维调整镜15用于调整被分光镜13反射并进入扩束镜组16的激光的出光方向；为了扩束倍率大，较小发射系统的波像差，上述扩束镜组16包括沿光路依次设置曲率半径依次增大的三块镀有增透膜的透镜，用于扩大照射目标的激光光束直径。进一步地，上述固体激光器12包括沿光路依次设置的半导体泵浦源121、耦合透镜组122、Nd:YAG晶体123、偏振片124、Q开关125及部分反射镜126；上述Nd:YAG晶体123为工作物质，其输入端镀有对泵浦光增透、对激光全反射的介质膜层；上述半导体泵浦源121采用端面泵浦方式，激励Nd:YAG晶体123实现粒子数反转；上述耦合透镜组122，用于将泵浦光聚光；上述偏振片124，用于将工作物质辐射出的光束转化为线偏振光；上述Q开关125用于根据驱动电路11发出的驱动信号调制激光能量及脉冲；上述部分反射镜126与Nd:YAG晶体123输入端的介质膜层共同组成光学谐振腔。该固体激光器装置简单，泵浦光束与谐振腔模匹配良好，工作物质对泵浦光吸收更加充分。进一步地，上述固体激光器12还包括半导体泵浦源散热器127用于对半导体泵浦源121进行散热；上述半导体泵浦源散热器127包括紫铜扩热板1271、温度传感器1272、TEC1273、肋片式铜质散热器1274；上述紫铜扩热板1271安装在半导体泵浦源121的底部；上述温度传感器1272安装在紫铜扩热板1271安装面，用于对半导体泵浦源121的工作温度进行监测反馈；上述TEC1273的冷端紧贴紫铜扩热板1271的底部，TEC1273的热端安装肋片式铜质散热器1274作为散热终端。进一步地，上述固体激光器12还包括Nd:YAG晶体散热器128，用于对Nd:YAG晶体123进行散热；上述Nd:YAG晶体散热器128包括用于安装Nd:YAG晶体123的铝制晶体支座1281及位于铝制晶体支座1281安装面上的散热风道1282。进一步地，上述激光接收与目视瞄准器2包括沿光路依次设置的第二一维调整镜21、折转光路反射镜22、物镜组23、转像棱镜24及分光棱镜25，还包括位于分光棱镜25反射光路中的第二雪崩二极管26及位于分光棱镜25透射光路中的目镜组27；上述第二一维调整镜21与第一一维调整镜15的镜面平行，用于接收由目标漫反射的激光回波信号并调整折转光路反射镜22的入射光方向；上述折转光路反射镜22与分光镜13的镜面平行，用于将光路折转，使光路光轴与物镜组23、目镜组27共光轴；上述物镜组23用于对所选定的目标进行成像，成倒立的实像；上述转像棱镜24用于将物镜组23所成倒立的像上下翻转，使之正立；上述分光棱镜25，用于反射接收的激光光束至第二雪崩二极管26及透射可见光波段至目镜组27用于目视瞄准；上述第二雪崩二极管26用于接收分光棱镜25反射的激光光束即激光回波信号，向激光测距模块3发送计时停止信号；上述目镜组27，用于将转像棱镜24所成的正立实像进一步放大，成正立的虚像。进一步地，为了减小等效光程，上述转像棱镜24包括一块普罗2号转像棱镜，加工简单，无色散现象，旋向性不发生改变；为了提高成像质量，上述目镜组27包括两块胶合镜。进一步地，上述光轴控制器4包括运动控制器41、直流伺服电机42、光电编码器43、蜗轮蜗杆44及镜座45，上述镜座45用于安装镜面相互平行的第一一维调整镜15和第二一维调整镜21；上述运动控制器41与信号处理器6连接，用于根据信号处理器6计算的光轴控制角度对直流伺服电机42的运动状态进行控制；上述直流伺服电机42用于驱动镜座45的旋转，带动第一一维调整镜15和第二一维调整镜21旋转；上述光电编码器43用于将直流伺服电机42的运动状态反馈至运动控制器41，实现闭环控制；上述蜗轮蜗杆44用于将直流伺服电机42的运动传动至镜座45带动镜座45旋转。进一步地，上述投影显示器5包括沿光路依次设置的显示屏51、投影聚光镜组52、分光棱镜25及目镜组27；上述投影显示器5与激光接收与目视瞄准器2共用分光棱镜25与目镜组27；上述显示屏51与信号处理器6连接用于显示目标距离、光轴控制角度和瞄准十字丝；上述投影聚光镜组52用于将显示屏51上呈现的信息放缩并成像至分光棱镜25；上述分光棱镜25用于反射显示屏51波段的光至目镜组27；上述目镜组27包括两块胶合镜，用于将分光棱镜25上的成像进一步放大，成正立的虚像。进一步地，上述投影聚光镜组52包括沿光路依次设置的凸透镜521、第一胶合镜522、折轴镜523、凹透镜524及第二胶合镜525，用于将显示屏51上的信息放缩成像并折转光路，使所成的像投影在分光棱镜25上。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过信号处理器控制光轴控制器，实现光轴的自动控制；还具有激光测距模块，实现目标指示及测距功能；2、本专利技术采用固体激光器，使得整个激光照射器的结构简单、体积小、质量轻；本专利技术的超轻型激光照射器外形尺寸160mm*120mm*70mm，质量0.8kg；3、本专利技术固体激光器中还包括半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超轻型激光照射器，其特征在于：包括激光发射器(1)、激光接收与目视瞄准器(2)、激光测距模块(3)、光轴控制器(4)、投影显示器(5)及信号处理器(6)；所述激光发射器(1)用于发射激光光束，照射目标；所述激光接收与目视瞄准器(2)用于接收由目标漫反射的激光回波信号以及对选定目标进行观测和瞄准；所述激光测距模块(3)用于根据发射信号和回波信号之间的时间差计算目标距离，并将计算结果发送至信号处理器(6)；所述信号处理器(6)用于向激光发射器(1)发送驱动其出光的控制信号，并根据目标距离计算光轴控制角度，向光轴控制器(4)发送光轴控制角度控制命令，向投影显示器(5)发送目标距离和光轴控制角度的测算结果；所述光轴控制器(4)根据光轴控制角度控制命令对光轴角度进行自动控制；所述投影显示器(5)用于将目标距离和光轴控制角度的测算结果以及瞄准十字丝投影显示在使用者的目视瞄准视野中。

【技术特征摘要】
1.一种超轻型激光照射器，其特征在于：包括激光发射器(1)、激光接收与目视瞄准器(2)、激光测距模块(3)、光轴控制器(4)、投影显示器(5)及信号处理器(6)；所述激光发射器(1)用于发射激光光束，照射目标；所述激光接收与目视瞄准器(2)用于接收由目标漫反射的激光回波信号以及对选定目标进行观测和瞄准；所述激光测距模块(3)用于根据发射信号和回波信号之间的时间差计算目标距离，并将计算结果发送至信号处理器(6)；所述信号处理器(6)用于向激光发射器(1)发送驱动其出光的控制信号，并根据目标距离计算光轴控制角度，向光轴控制器(4)发送光轴控制角度控制命令，向投影显示器(5)发送目标距离和光轴控制角度的测算结果；所述光轴控制器(4)根据光轴控制角度控制命令对光轴角度进行自动控制；所述投影显示器(5)用于将目标距离和光轴控制角度的测算结果以及瞄准十字丝投影显示在使用者的目视瞄准视野中。2.根据权利要求1所述的一种超轻型激光照射器，其特征在于：所述激光发射器(1)包括沿光路依次设置的驱动电路(11)、固体激光器(12)及分光镜(13)，还包括设置在所述分光镜(13)透射光路中的第一雪崩二极管(14)及依次设置在所述分光镜(13)反射光路中的第一一维调整镜(15)与扩束镜组(16)；所述驱动电路(11)与信号处理器(6)连接，用于根据信号处理器(6)发送的触发信号驱动固体激光器(12)发射激光光束；所述固体激光器(12)用于在驱动电路(11)的驱动信号作用下发射激光光束；所述分光镜(13)用于将固体激光器(12)发射的激光光束分为两束光；所述第一雪崩二极管(14)用于接收透射通过分光镜(13)的激光，向激光测距模块(3)发送发射信号即计时开始信号；所述第一一维调整镜(15)用于调整被分光镜(13)反射并进入扩束镜组(16)的激光的出光方向；所述扩束镜组(16)包括沿光路依次设置曲率半径依次增大的三块镀有增透膜的透镜，用于扩大照射目标的激光光束直径。3.根据权利要求2所述的一种超轻型激光照射器，其特征在于：所述固体激光器(12)包括沿光路依次设置的半导体泵浦源(121)、耦合透镜组(122)、Nd:YAG晶体(123)、偏振片(124)、Q开关(125)及部分反射镜(126)；所述Nd:YAG晶体(123)为工作物质，其输入端镀有对泵浦光增透、对激光全反射的介质膜层；所述半导体泵浦源(121)采用端面泵浦方式，用于发射使工作物质粒子数反转的泵浦光；所述耦合透镜组(122)，用于将泵浦光聚光；所述偏振片(124)，用于将工作物质辐射出的光束转化为线偏振光；所述Q开关(125)用于根据驱动电路(11)发出的驱动信号调制激光能量及脉冲；所述部分反射镜(126)与Nd:YAG晶体(123)输入端的介质膜层共同组成光学谐振腔。4.根据权利要求3所述的一种超轻型激光照射器，其特征在于：所述固体激光器(12)还包括半导体泵浦源散热器(127)用于对半导体泵浦源(121)进行散热；所述半导体泵浦源散热器(127)包括紫铜扩热板(1271)、温度传感器(1272)、TEC(1273)、肋片式铜质散热器(1274)；所述紫铜扩热板(1271)安装在半导体泵浦源(121)的底部；所述温度传感器(1272)安装在紫铜扩热板(1271)安装面，用于对半导体泵浦源(121)的工作温度进行监测反馈；所述TEC(1273)的冷端紧贴紫铜扩热板(1271)的底部，TEC(1273)的热端安装肋片式铜质散热器(1274)作为散热终端。5.根据权利要求3所述的一种超轻型激光照射器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏秀琴，孙哲，闫佩佩，曹焱，刘辉，王凯迪，唐钰，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61