主动式激光组合观测系统技术方案

一种主动式激光组合观测系统，其特征在于：是以物镜组、目镜组或相关胶片拍照器材或电子摄录器材、像增强器连接其成像接口，以及半导体激光发射器，供电盒组成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主动式人工光源观测系统，特别涉及一种主动式激光组合观测系统，属于光信息、光电成像

技术介绍
现有的ZL00263526.7，96243593.7，97240971.8等阐述的夜视装置的人工光源为红外发光二极管，这种光源的电—光效率低。如500mw的红外发光二极管用于夜视观测时的有效照射距离约为20m，而500mw的激光发射器用于夜视观测时的有效照射距离约为800m。红外发光二极管类夜视装置的最大有效夜视观测距离为1000m，而激光发射器类夜视装置的最大有效夜视观测距离为100Km。此外，与激光发射器类夜视装置相比，红外发光二极管类夜视装置成本高、体积大，其耗电和体积使此类夜视装置难以小型化和移动使用。亦不能在浓雾浓雨浓雪、浓烟浓尘的环境条件下有效使用。ZL00220524.6等是使用像增强器的夜视装置，没有人工光源，必须在有微弱光线环境下使用，而在接近全黑环境下、即光照度在低于2×10-4LX环境下的黑体空间时无法观测。浓雾、浓雨、浓雪、浓烟、浓尘等环境条件对此类有像增强器但没有人工光源的的夜视装置的观测效果有不利影响，但观测效果强于红外发光二极管类夜视装置。本专利技术在关闭激光发射器时的工作状态和观测效果等同于此类有像增强器但没有人工光源的夜视装置。
技术实现思路
本专利技术目的，是提供一种观测距离范围从1.5米～100公里之间的，除浓雾、浓雨、浓雪、浓烟、浓尘以外能见度良好的，白昼至有微弱光夜间直至全黑环境即光照度2×10-11LX的黑体空间环境下，可进行直接目视观测、胶片拍照或电子摄录的组合观测系统——主动式激光组合观测系统。本专利技术的技术方案如下。本专利技术的主要技术构思像增强器在图像的对应点输出的可见光光子比输入的光子多，使图像亮度增益，将不清晰的图像提升为清晰的图像；但在输入的光子数量低于像增强器的有效工作极限时，即观测目标的亮度过低例如趋近于全黑(光照度2×10-4LX～2×10-11LX)的空间环境下，像增强器即不能够有效工作。而激光发射器发射激光的单色性好、可选波长范围宽、所使用的波长范围窄、亮度高、相干性好、方向性好、可通过光学手段将激光束聚焦或发散；具有电—光效率高、高功率的特性，系统可使用轻便电源进行移动观测，可以扩大观测范围和观测距离；本专利技术观测距离涵盖1.5米～100公里的远近范围，是可以在除浓雾、浓雨、浓雪、浓烟、浓尘以外的能见度良好的白昼至有微弱光夜间直至黑体空间环境下，进行直接目视观测、胶片拍照或电子摄录的组合观测系统；该组合观测系统组成了一个功能完整的光学观测、亮度增益、图像信号转换、传输和存储的系统；因此以激光发射器作为像增强器的主动式人工光源是当前技术条件下的合理选择。本专利技术还可作为其它有关装备的配套观测、拍照、摄录部件或配套瞄准部件。本专利技术与GPS系统整合使用，可用于确定被观测目标的方位尤其是用于在夜间确定被观测目标的方位。该组合观测系统的各种规格的激光发射器发射的激光波长在808nm～0.01mm之间，其具体数值的确定应在所选择的具体像增强器接受波长所容许的极限范围内；可根据对雾、雨、雪、烟、尘的穿透性或观测方的隐蔽性要求选择所需要的不同的激光色谱。该组合观测系统各种规格的激光发射器发射的功率范围在2mw～10w之间，其具体数值根据不同观测距离和范围的需要选择、确定；该组合观测系统各种规格的激光发射器发射的激光发散角为0.2m sr(毫球面度)～5m sr，在附加不同规格的光学耦合器后可以达到0.2m sr～110sr(球面度)之间某1范围的激光发散角。根据系统夜间使用需要，可射出发散激光也可对特定范围或目标聚焦，发散激光有利于扩大观测面积，聚焦或接近于聚焦的激光有利于提高光斑区域被观测对象的激光照射亮度，从而提高观测清晰度。该组合观测系统的激光发射器可以与该组合观测系统为一个整体，也可以独立于该组合观测系统的其它部分之外。在激光发射器独立于该组合观测系统的其它部分之外时，工作状态中的激光发射器的位置相对于系统的其它部分的位置可以是相对固定的，也可以是运动着的。例如在适当的标高位置设置1个或多个独立的激光发射器，由位于其它位置的固定的或移动的观测者使用该组合观测系统进行观测并遥控激光发射器的启闭、旋转俯仰扫描、激光束的发散或聚焦；或者将激光发射器由微型无人驾驶飞机拖曳于空中或悬挂于降落伞对观测目标进行照射，由其它位置的固定的或移动的观测者使用该组合观测系统进行观测、并可以选择是否由观测者遥控激光发射器的启闭、旋转俯仰扫描、激光束的发散或聚焦。根据观测距离和分辨率的不同要求，各种规格的该组合观测系统可选用“1代”以上的不同等级的像增强器，不同等级、规格的像增强器可以获得不同强度的亮度增益。在全黑环境下、即光照度2×10-11LX的黑体空间，如选用“2.5代”像增强器，物镜在像增强器阴极面投射成像，像增强器将获取的影像亮度提高到2LX或以上，即亮度增益约达到6000倍，可以达到≮0.72LP/m rad(毫弧度)的分辨率。该组合观测系统中的物镜目镜光学系统的性能、规格的诸参数如放大倍率、镜片直径、镜片通光口径、视场角、视界、焦距、镜片材质、透镜种类、胶合镜片组的组数和片数、分离镜片的片数、总单个镜片数、透镜镀膜种类和镀膜层数、透镜透光率、透镜中心分辨率、目镜出瞳直径、目镜出瞳距离等。以上物镜、目镜系统各光学性能、规格参数诸元的组合是高度可选的、各种可选的组合种类极其繁多。相关专业的工程师根据以下约束条件中的具体要求将能够准确地给出某种规格的本专利技术物镜、目镜系统具体的性能、规格参数。与本专利技术物镜目镜系统诸技术方案有关性能、规格参数选择的约束条件(1)选用的光学系统的类型不同时有关物镜、目镜系统的性能、规格参数不同；(2)在该组合观测系统光学系统的类型确定以后，上述各有关物镜、目镜系统性能、规格参数受该组合观测系统整体光学系统所规定的各参数间互相关系的约束；(3)受特定使用要求的约束，即上述各有关物镜、目镜系统性能、规格参数必须满足特定观测距离规格的该组合观测系统的目视观测、胶片拍照、电子摄录等具体用途决定的对光学望远系统的特定要求；(4)上述各有关物镜、目镜系统性能、规格参数必须满足物镜组、像增强器、目镜组、激光发射器、胶片拍摄器材或电子摄录器材的相关光学性能、规格参数衔接配套的要求；(5)上述各有关物镜、目镜系统性能、规格参数必须符合以上3类该组合观测系统因不同的具体使用目的而对于该组合观测系统的形状、体积、重量、持握、装固支撑、移动、旋转俯仰扫描、分解组合、控制操作、维护维修、使用环境、使用条件等方面的有关不同要求；(6)符合使用单位的经济性要求。该主动式激光组合观测系统的结构组成按其用途分为三类目测、瞄准具类主动式激光组合观测系统；光化学存储类主动式激光组合观测系统；磁存储、电存储、光刻光蚀存储类主动式激光组合观测系统。目测、瞄准具类主动式激光组合观测系统由激光发射器、物镜组、像增强器、目镜组、成像接口、供电盒组成。光化学存储类主动式激光组合观测系统由激光发射器、物镜组、像增强器、胶片拍照或摄影器材、成像接口、供电盒组成。磁存储、电存储、光刻光蚀存储类主动式激光组合观测系统由激光发射器、物镜组、像增强器、电子摄录像器材、成像接口、供电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小宁，周孝安，杨晓山，
申请(专利权)人：徐小宁，周孝安，杨晓山，
类型：发明
国别省市：