一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统，包括以下部分：多谱段中波红外皮秒全光纤激光器、导光装置组、红外成像系统、供电控制系统。多谱段中波红外皮秒全光纤激光器输出中波红外激光准直光束，经导光装置组实现多路激光融合，辐照干扰红外成像系统，供电控制系统可对激光功率、辐照时间、工作角度进行调控。本发明专利技术利用该多谱段中波红外皮秒全光纤激光器输出重频高、光谱范围宽、环境稳定性强、体积小巧便携性好等特点，通过光路系统和控制系统控制激光干扰效能，对目标造成可控的伤害，实现了一种辐照时间可控、干扰损伤阈值低、距离角度可调的多样化激光干扰系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统


[0001]本专利技术属于激光干扰技术，涉及一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统。

技术介绍

[0002]激光器利用定向发射的强大激光束直接毁伤目标或使目标失效，具有反映应迅速、受外界干扰少、火力转移快、无后坐力、无放射性污染、可连续射击和同时拦截多个目标的优点。激光器可通过内部光束控制系统迅速变换射击方向，在短时间内拦截多个来袭目标，并且激光束毁伤可以更加有效满足光电对抗需求。
[0003]由于中波红外位于大气窗口波段，该波长处于大气层时有很小的消光，即使在恶劣的条件下，透过率也很高，因而中红外脉冲激光源应用在激光对抗、雷达探测、激光制导以及通信等众多领域。目前，对于中红外探测器干扰损伤多采用连续波、短波红外激光、中波固体激光器等，存在以下缺陷：中波固体激光器多输出纳秒量级，激光系统存在体积庞大、结构不紧凑、环境适应性差等问题，实用化有所欠缺；而短波红外激光处于中红外探测器的带外，光子能量低于禁带宽度，且大多输出波长单一，只能落在中波红外成像系统的某一范围内，干扰损伤的阈值会较高。如何更快速、更多样化的干扰损伤探测器是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有激光辐照光源存在体积庞大、环境稳定性差、输出波长单一、干扰损伤阈值高、实用化有待提高的问题，提出一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术系统是通过下述技术方案实现的：一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统，包括：多谱段中波红外皮秒全光纤激光器、导光装置组、红外成像系统、供电控制系统四个部分组成。
[0006]所述多谱段中波红外皮秒全光纤激光器产生多谱段的皮秒脉冲中红外激光输出。所述多谱段中波红外皮秒全光纤激光器还包括多谱段中波红外皮秒全光纤放大器、固定夹持器、带光纤尾纤的端帽、准直透镜、俯仰调节装置、方位调节装置。所述多谱段中波红外皮秒全光纤放大器产生多波段的中波红外激光，输出脉宽为皮秒，并对红外探测器进行实施干扰；所述固定夹持器用于固定所述带光纤尾纤的端帽，并与所述俯仰调节装置、所述方位调节装置相连接，可以做俯仰转动和方位转动；所述准直透镜与所述俯仰调节装置、所述方位调节装置相连接，通过转动与所述多谱段中波红外皮秒全光纤放大器、所述带光纤尾纤的端帽的激光出射光轴指向相同，并将输出激光进行准直。所述导光装置组包括不同膜系分光镜、聚焦镜、合束镜，可以对多谱段的激光进行分束、合束，实现任意激光组合的干扰损伤，并且可以调节聚焦镜的焦距距离和位置，改变激光光斑大小和激光功率密度，配合所述俯仰调节装置和方位调节装置实现多样化的激光干扰损伤。所述准直透镜、分光镜、聚焦
镜、合束镜的镜架支座上分别装有电缆线接口，与轴承、电机相连接，在控制信号的控制下完成回转运动，从而实现任意方向的激光干扰。
[0007]所述红外成像系统包括红外探测器、成像系统。所述红外探测器用于探测采集红外辐射信号转化为电信号，进行有效探测。所述成像系统配有相应的红外图像成像系统，可以实时采集不同激光参数下的干扰效果图，对干扰后的成像效果实时观察，并对干扰损伤阈值、干扰损伤状况进行评估判断。供电控制系统包括控制系统和供电系统。所述控制系统，用于控制所述多谱段中波红外皮秒全光纤放大器的输出功率、辐照时间，同时控制所述俯仰调节装置、方位调节装置，使得激光出射方向与透镜光轴相一致，控制聚焦光斑的大小，实现对目标进行不同性质的干扰。所述供电系统，用于给所述控制系统、所述多谱段中波红外皮秒全光纤激光器进行供电，保证有效运作。
[0008]优选的，多谱段中波红外皮秒全光纤激光器还包括冷水机和温控系统，用于冷却激光器，保证高功率激光器稳定运转。所述冷水机与所述多谱段中波红外皮秒全光纤放大器之间连接有水管，所述水管将所述冷水机产生的制冷剂输入至所述激光多谱段中波红外皮秒全光纤放大器的水冷装置，并将所述水冷装置内部的制冷剂返回所述冷水机，形成制冷环路。所述温控系统用于精确控温，保证系统的稳定性。
[0009]优选的，所述多谱段中波红外皮秒全光纤激光器配有指向控制模块，包括指向电机，所述指向控制模块对所述多谱段中波红外皮秒全光纤激光器发出的激光对探测器干扰过程进行同步指示，用于控制激光器照射角度的改变。所述指向控制模块还包括闭环反馈模块，在激光指向控制模块调整相应角度值后，闭环反馈模块驱动所述俯仰调节装置和所述方位调节装置，使得激光出射光同轴，提高定位精度。
[0010]优选的，所述导光装置组的透镜连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述透镜转动，以实现不同激光参数的干扰。
[0011]优选的，所述俯仰调节装置和方位调节装置都分别安装有轴承、电机和测角元件，在控制信号的控制下完成不同方向的回转运动，从而实现对任意方向的激光干扰。
[0012]优选的，所述控制系统包括数据处理模块，接受数据并发出指令。所述数据处理模块将指令发送给所述指向控制模块，控制激光器调整出射角度，激光器根据距离值调整变焦，使激光光斑变焦调整至合适的大小，实现红外探测器的精准干扰；激光控制模块还根据所述数据处理模块接收到的数据，对激光器进行调控，使激光器发出的激光光束经过光强、发散角调制，经不同时间照射红外探测器，使得所述红外探测器持续过曝光，从而实现探测器干扰。
[0013]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0014]1.本专利技术利用光纤可弯曲柔软的特性将多谱段中波红外皮秒全光纤激光器集成于一套光学系统内，通过控制光源的参数以及导光系统分合，来选取干扰系统的工作模式；本系统共用一套光源、供电设备、散热系统等，极大降低了体积与功耗，在增加激光干扰损伤功能的同时不增加系统整体重量，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。
[0015]2.本专利技术用于激光红外干扰，能够将入射激光按照波长分成多路，每一路可动态调节激光参数，并可实现不同路激光融合干扰和多样化干扰。由于激光出射光轴与红外探测器镜头光轴一致，使得本系统可以实时观察干扰现象和效果，实验结果也可适用于远距
离激光干扰。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施方式的多谱段中波红外皮秒全光纤激光器干扰红外成像系统结构示意图；
[0017]图2为图1中多谱段中波红外皮秒全光纤激光器结构示意图；
[0018]图3为图1中导光装置组结构示意图；
[0019]图4为图1中红外成像系统结构示意图；
[0020]图5为图1中供电控制系统结构示意图；
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统，其特征在于：包括以下部分：多谱段中波红外皮秒全光纤激光器(10)、导光装置组(20)、红外成像系统(30)、供电控制系统(40)；红外探测器(31)用于响应输出激光，从而将激光信号转变为可收集的电信号，将干扰效果图呈现于成像系统(32)；其中，多谱段中波红外皮秒全光纤激光器(10)包括多谱段中波红外皮秒全光纤放大器(11)、固定夹持器(12)、带光纤尾纤的端帽(13)、准直透镜(14)、俯仰调节装置(15)、方位调节装置(16)；导光装置组(20)包括第一分光镜(21)、第一聚焦镜(22)、第一合束镜(23)、第二分光镜(24)、第二聚焦镜(25)、第二合束镜(26)、反射镜(27)、聚焦镜(28)、分束镜(29)；红外成像系统(30)包括红外探测器(31)、成像系统(32)；供电控制系统(40)包括控制系统(41)和供电系统(42)；多谱段中波红外皮秒全光纤激光器(10)，用于实现中波红外准直激光光束，对红外探测器进行干扰；多谱段中波红外皮秒全光纤放大器(11)，用于产生中波红外皮秒脉冲激光；固定夹持器(12)，用于固定带光纤尾纤的端帽(13)；带光纤尾纤的端帽(13)，用于将增加光纤放大器输出光斑，降低光纤端面的激光功率密度；准直透镜(14)，用于准直中波红外激光光束，压缩发散角；俯仰调节装置(15)，用于控制调节光纤端帽的俯仰转动；方位调节装置(16)，用于调节光纤端帽的方位转动；导光装置组(20)具体为：第一分光镜(21)、第二分光镜(24)、反射镜(27)用于将输出的多谱段激光分开，实现不同波段激光的输出；第一聚焦镜(22)、第二聚焦镜(25)、聚焦镜(28)通过调节激光光斑大小，改变激光功率密度，实现不同程度的激光干扰效果；第一合束镜(23)、第二合束镜(26)、分束镜(29)用于将多路激光融合。2.根据权利要求1所述的一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统，其特征在于：第一分光镜(21)，用于将激光束分为3
‑
3.7μm波段和3.7
‑
5μm波段；第一聚焦镜(22)，用于调节3
‑
3.7μm波段的激光光斑大小；第一合束镜(23)，用于透射3
‑
3.7μm波段和反射3.7
‑
5μm波段的激光，进行激光合束；第二分光镜(24)，用于将激光束分为3.7
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4.3μm波段和4.3
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5μm波段；第二聚焦镜(25)，用于调节3.7
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4.3μm波段的激光光斑大小；第二合束镜(26)，用于透射3.7
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4.3μm波段和部分反射和透射3.7
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5μm波段的激光，进行激光合束；反射镜(27)，用于反射4.3
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5μm波段的激光，实现光路调整；聚焦镜(28)，用于改变4.3
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5μm波段的激光光斑大小；分束镜(29)，用于部分反射和透射3.7
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5μm波段的激光；所述的部分反射为20％
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60％反射；红外成像系统(30)，为光电对抗主体，接收入射激光能量，产生辐照饱和及致盲效果；红外探测器(31)，用于感应前端镜头窗口入射的光线，并产生电信号由集成电路输出成像；成像系统(32)，用于接收集成电路输出的电信号，并在显示器上成像；供电控制系统(40)，用于实现不同激光参数的改变和保证系统正常运转；控制系统(41)，用于控制激光参数改变、辐照...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平雪，王凯旋，姚传飞，吴永静，王萱，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：