一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，包括光源模块、分光模块、照明模块、驱鸟模块，所述光源模块通过总光纤连接所述分光模块，所述分光模块通过分路光纤分别连接所述照明模块和驱鸟模块。本发明专利技术提供的一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，首先利用激光作为光源，再利用光纤导光，实现航空照明系统的集成化设计，极大地减小了飞行器照明系统的体积和质量。其次，通过分光模块的加入，在同一套光学系统上设计一套激光驱鸟系统，实现激光照明、激光驱鸟一体化光学系统设计，进一步减轻飞行器的负荷，为飞行器的机动性能的改善提供可能性并保证飞行器的航空安全。

An optical system integrating laser illumination and laser bird driving

【技术实现步骤摘要】
一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统
本专利技术涉及激光照明系统
，具体涉及一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统。
技术介绍
现代航空照明系统多采用LED灯作为照明光源，而LED光源往往具有较大的体积和质量，且不可避免的需要相应的体积庞大的散热系统，极大地影响了飞行器的机动性能。现阶段航空照明系统多采用LED光源，并辅以体积庞大的散热系统。由于飞行器有滑行灯、着陆灯、航行灯、防撞灯、尾部航行灯、翼尖编队灯、机身编队灯和加油区域照明灯等不同区域的照明需求，整个照明系统对飞行器的负荷巨大。因此，如何降低航空照明系统的体积和质量，改善飞行器的机动性能，是现阶段飞行器照明系统设计中亟待解决的重要问题。此外，鸟害是影响飞行安全的主要隐患之一，尤其是飞机在低空飞行及起飞降落过程中，鸟类极容易被吸入飞机发动机，打坏发动机的叶片，从而严重影响航空安全。在飞机高速飞行中，鸟类同机体、窗口发生碰撞，同样将产生极大的破坏。因此，如何驱赶鸟类，使鸟类远离飞行器保证飞行安全，是亟需解决的关键问题。激光驱鸟技术是用来保护航空安全而采取的一种驱鸟措施，激光驱鸟技术利用鸟类眼睛最敏感的波长为532nm的绿色激光作为光源，利用激光传输距离长优点，使鸟类在远距离外感受激光，远离飞行器，达到驱鸟目的。常见的激光驱鸟技术多采用大型的激光驱鸟设备，利用鸟类的眼睛对波长为532nm绿色激光极为敏感的特点，在机场跑道安装自动激光驱鸟器并设置了激光扫描，可完成全天候不间断地运转。此外激光驱鸟枪也常用于小区域范围内驱鸟，可对多种鸟类能进行有效的疏散。这些激光驱鸟设备均无噪声、化学物质、对环境无害等优势。然而此类激光驱鸟装置体积和重量往往均比较大，单独作为机载设备使用极不经济。并且，现阶段激光驱鸟装置尚未应用于飞行器之上，其主要原因是激光驱鸟装备体积、重量均较大，单独作为机载设备使用极不经济。因此，如何减小激光驱鸟装备体积与重量，是激光驱鸟装置应用于航空的关键技术难题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，首先利用激光作为光源，再利用光纤导光，实现航空照明系统的集成化设计，极大地减小了飞行器照明系统的体积和质量。其次，通过分光模块的加入，在同一套光学系统上设计一套激光驱鸟系统，实现激光照明、激光驱鸟一体化光学系统设计，进一步减轻飞行器的负荷，为飞行器的机动性能的改善提供可能性并保证飞行器的航空安全。本专利技术采用如下技术方案：一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，包括光源模块、分光模块、照明模块、驱鸟模块，所述光源模块通过总光纤连接所述分光模块，所述分光模块通过分路光纤分别连接所述照明模块和驱鸟模块；所述光源模块包括多波长光源、透镜阵列和散热单元，所述多波长光源通过透镜阵列与所述光纤连接，所述多波长光源包括多个光源，所述多个光源放置于同一位置，所述多个光源共用一个散热单元，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜的数量与所述光源的数量相同，所述每个光源对应一个透镜，所述总光纤的数量与所述透镜的数量相同，所述每根总光纤对应一个透镜；所述分光模块包括光纤耦合器、转台电机、转台，所述总光纤连接所述光纤耦合器，所述光纤耦合器与所述转台依次设置，所述转台连接所述转台电机，所述转台上设置有通孔，所述通孔连接第一分路和第二分路，所述分路光纤包括第一分路光纤和第二分路光纤，所述第一分路通过所述第一分路光纤连接所述照明模块，所述第二分路通过所述第二分路光纤连接所述驱鸟模块；所述照明模块包括光学透镜和反光罩杯，所述光学透镜的数量与所述第一分路光纤的数量相同，所述每个光学透镜对应一根第一分路光纤，所述反光罩杯的数量与所述光学透镜的数量相同，所述每个反光罩杯包围在一个光学透镜外部；所述驱鸟模块包括凹透镜和凸透镜，所述第二分路光纤对应所述凹透镜，所述凹透镜与所述凸透镜依次放置。进一步地，所述多波长光源通过透镜阵列与所述光纤连接的连接方式为光学透镜耦合。进一步地，所述光源为激光灯头。进一步地，所述多波长光源包括1064nm红外光源、650nm红光光源、532nm绿光光源、405nm蓝光光源。进一步地，所述散热单元为风扇。本专利技术的有益效果为：(1)将照明模块由传统照明系统复杂、庞大的光源、散热系统、透镜、反光罩杯及相应的供电系统转化为体积极小的、无需通电的光纤、透镜、反光罩杯，极大地减小照明模块体积，避免了复杂的供电系统，并集成了激光驱鸟系统于一套光学系统中，进一步减轻了飞行器的负荷，提升飞行器的机动性能，并保证飞行器的航空安全。(2)将多个光源放置于同一位置，同透镜阵列一起组成光源模块，由于多个光源放置位置接近，因此可共用一套散热系统，极大降低了散热系统的体积与功耗。(3)将激光照明模块、激光驱鸟模块集成于一套光学系统内，通过控制光源的参数以及分光系统闭合，来选择光学系统的工作模式。(4)同一套激光光源可分别用于激光照明、激光驱鸟两种不同功能，在增加激光驱鸟功能的同时无需额外增加激光光源，从而极大的降低了系统整体重量与体积；共用一套光源、供电设备、散热系统等，进一步减轻了飞行器的负荷，保证了飞行器的机动性能和战斗性能，并提升飞行安全性。附图说明图1为本专利技术一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统的原理示意图。图2为本专利技术中透镜阵列耦合多波长光源、光纤的原理示意图。图3为本专利技术中驱鸟模块的结构示意图。图4为本专利技术中分光模块的结构示意图。附图中，光源模块1、多波长光源11、散热单元12、透镜阵列13、分光模块2、光纤耦合器21、转台电机22、转台23、第一分路24、第二分路25、照明模块3、光学透镜31、反光罩杯32、驱鸟模块4、凹透镜41、凸透镜42、总光纤5、第一分路光纤61、第二分路光纤62。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。现阶段的航空照明系统多采用LED光源，并辅以体积庞大的散热系统，并考虑到飞行器上有滑行灯、着陆灯、航行灯、防撞灯、尾部航行灯、翼尖编队灯、机身编队灯和加油区域照明灯等不同区域的照明需求，整个照明系统的体积和质量极大，严重影响了飞行器的机动性能。现阶段的激光驱鸟技术多采用大型激光设备，过大的体积和质量限制了其在飞行器上的应用。在传统照明系统中，每个光源紧邻反光罩杯32安放，光源间距很大；由于高功率光源具有很强的热效应，因此每个光源必须单独安置独立的散热系统(如风扇等)，造成极大的空间和能量浪费，同时，独立的激光驱鸟装置体积与质量极大。因此，如图1所示，本专利技术提供了一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，包括光源模块1、分光模块2、照明模块3、驱鸟模块4，光源模块1通过总光纤5连接分光模块2，分光模块2通过分路光纤分别连接照明模块3和驱鸟模块4。光源模块1包括多波长光源11(由多个激光灯头组成的阵列式光源，并包含不同波长光源，如1064nm红外光源、650nm红光光源、53本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，其特征在于，包括光源模块、分光模块、照明模块、驱鸟模块，所述光源模块通过总光纤连接所述分光模块，所述分光模块通过分路光纤分别连接所述照明模块和驱鸟模块；/n所述光源模块包括多波长光源、透镜阵列和散热单元，所述多波长光源通过透镜阵列与所述光纤连接，所述多波长光源包括多个光源，所述多个光源放置于同一位置，所述多个光源共用一个散热单元，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜的数量与所述光源的数量相同，所述每个光源对应一个透镜，所述总光纤的数量与所述透镜的数量相同，所述每根总光纤对应一个透镜；/n所述分光模块包括光纤耦合器、转台电机、转台，所述总光纤连接所述光纤耦合器，所述光纤耦合器与所述转台依次设置，所述转台连接所述转台电机，所述转台上设置有通孔，所述通孔连接第一分路和第二分路，所述分路光纤包括第一分路光纤和第二分路光纤，所述第一分路通过所述第一分路光纤连接所述照明模块，所述第二分路通过所述第二分路光纤连接所述驱鸟模块；/n所述照明模块包括光学透镜和反光罩杯，所述光学透镜的数量与所述第一分路光纤的数量相同，所述每个光学透镜对应一根第一分路光纤，所述反光罩杯的数量与所述光学透镜的数量相同，所述每个反光罩杯包围在一个光学透镜外部；/n所述驱鸟模块包括凹透镜和凸透镜，所述第二分路光纤对应所述凹透镜，所述凹透镜与所述凸透镜依次放置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种集激光照明与激光驱鸟于一体的光学系统，其特征在于，包括光源模块、分光模块、照明模块、驱鸟模块，所述光源模块通过总光纤连接所述分光模块，所述分光模块通过分路光纤分别连接所述照明模块和驱鸟模块；
所述光源模块包括多波长光源、透镜阵列和散热单元，所述多波长光源通过透镜阵列与所述光纤连接，所述多波长光源包括多个光源，所述多个光源放置于同一位置，所述多个光源共用一个散热单元，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜的数量与所述光源的数量相同，所述每个光源对应一个透镜，所述总光纤的数量与所述透镜的数量相同，所述每根总光纤对应一个透镜；
所述分光模块包括光纤耦合器、转台电机、转台，所述总光纤连接所述光纤耦合器，所述光纤耦合器与所述转台依次设置，所述转台连接所述转台电机，所述转台上设置有通孔，所述通孔连接第一分路和第二分路，所述分路光纤包括第一分路光纤和第二分路光纤，所述第一分路通过所述第一分路光纤连接所述照明模块，所述第二分路通过所述第二分路光纤连接所述驱鸟模块；
所述照明模块包括光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：周天丰，刘朋，官祖伟，颜培，梁志强，刘志兵，解丽静，焦黎，赵文祥，王西彬，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：重庆;50