ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩЕЕ ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК G02B23/00 G01S7/48 

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в локационных системах с коаксиальной приемно-передающей оптической системой.

Известно дальномерное устройство, оптическая система которого выполнена совмещенной [1].

Известно также устройство с совмещенной коаксиальной приемно-передающей системой с центральным расположением пучка, излучения [2]. Известное устройство имеет паразитные засветки фотоприемного устройства собственным оптическим излучением, отраженным от оптических элементов конструкции при прохождении излучения по оптическому тракту. Воздействие на фотоприемное устройство мощной паразитной засветки приводит к ухудшению его параметров, а при превышении допустимого уровня засветки - к выходу фотоприемного устройства из строя.

Наиболее близким по технической сущности является устройство [3], выбранное в качестве прототипа. Известное устройство содержит источник излучения, плоское зеркало, установленное под углом к оптической оси, коаксиально установленный сферический обтекатель с полированной внутренней поверхностью, вогнутое сферическое зеркало и приемник излучения. Неотъемлемым элементом зеркально-линзовой системы приборов целеуказания в локационных комплексах является сферический обтекатель [4].

В этом устройстве на вогнутое сферическое зеркало дополнительно действует мощный отраженный от внутренней полированной поверхности сферического обтекателя пучок излучения.

Недостатком прототипа является то, что внутренняя засветка, попадая на вогнутое сферическое зеркало, фокусируясь, образует сходящийся пучок лучей с кружком рассеяния, практически совпадающим с отраженным от цели пучком лучей, воздействуя на приемник излучения, ухудшая его параметры.

Для борьбы с внутриприборными засветками существуют различные способы [5] . Однако введение дополнительных конструктивных элементов или усложнение технологии оптических элементов ухудшает габаритно-массовые характеристики приборов, устанавливаемых на летательных аппаратах, и усложняет их технологичность.

В предлагаемом изобретении решается задача устранения внутриприборной засветки, возникающей из-за отражения излучения от полированной внутренней поверхности сферического обтекателя, т. к. у полированных оптических поверхностей зеркальная составляющая отражения значительно превышает диффузионную составляющую.

Указанная цель достигается тем, что в приемно-передающем оптическом устройстве, содержащем последовательно установленные по ходу луча оптически сопряженные источник излучения, плоское зеркало, установленное под углом к оптической оси, коаксиально установленные сферический обтекатель, вогнутое сферическое зеркало и приемник излучения. Вогнутое сферическое зеркало расположено по оптической оси от внутренней полированной поверхности сферического обтекателя на расстоянии, удовлетворяющем условию Δ ≅ f_обт> + R, где f_обт - фокусное расстояние внутренней поверхности обтекателя (f'_обт); R - радиус кривизны сферического зеркала.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где дано схематическое изображение предлагаемого устройства.

Приемно-передающее устройство содержит коаксиально расположенные сферический обтекатель с полированной внутренней поверхностью 1, плоское зеркало 2, установленное под углом к оптической оси, излучатель 3, вогнутое сферическое зеркало 4, контрзеркало 5 и приемник излучения 6.

Устройство работает следующим образом: от источника излучения 3 пучок параллельных лучей попадает на плоское зеркало 2, отражаясь от него, направляется через сферический обтекатель 1 на цель. При этом происходит отражение части излучения от внутренней полированной поверхности сферического обтекателя 1. Благодаря расположению вогнутого сферического зеркала 4 на расстоянии по оптической оси от сферического обтекателя 1 Δ ≅ f_обт+R лучи, отраженные от внутренней поверхности обтекателя, отклоняются от оптической оси устройства, не попадая на приемник излучения.

Данное устройство проверено в лабораторных условиях на величину внутриприборной паразитной засветки приемника излучения. Если у прототипа мощность паразитной засветки фотоприемного устройства в условиях измерения составила 40-50 мВт, то у заявленного устройства при тех же условиях она составляет 4-5 мВт. Это позволяет применить изобретение в широком классе дальномерных устройств, в частности в дальномерах с высокочувствительными лавинными фотоприемными устройствами, для которых допустимый уровень паразитной засветки не превышает, как правило, 10 мВт.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 2813591 МКИ G 01 S 7/48.

2 Д.П.Лукьянов "Лазерные измерительные системы", Москва, "Радио и связь", 1981, стр. 147.

2. Л.З.Крикунов "Система информации с оптическими квантовыми генераторами", Киев, изд. "Технiка.", 1970, стр. 203, рис. 107 - прототип.

4. Л.П.Лазарев "Инфракрасные и световые приборы самонаведения и наведения летательных аппаратов", Москва, "Машиностроение, 1966, стр. 218-226.

5. Ю.Г.Якушенков "Теория и расчет оптико-электронных приборов", Москва, "Логос", 1999, стр. 114-117.

Приемно-передающее оптическое устройство относится к области электронного приборостроения и может быть использовано в локационных системах с коаксиальной приемно-передающей оптической системой. Предлагаемое устройство содержит установленные по ходу луча, и оптически сопряженные источник излучения, плоское преломляющее зеркало, расположенное под углом к оптической оси, направляющее пучок излучения на сферический обтекатель с полированной внутренней поверхностью, отражающей часть излучения на вогнутое сферическое зеркало, являясь источником мощной внутриприборной засветки, которая достигает величины, превышающей допустимое пороговое значение приемника излучения. Для исключения внутриприборных засветок в заявленном устройстве вогнутое сферическое зеркало располагается по оптической оси от внутренней поверхности сферического обтекателя на расстоянии, удовлетворяющем условию Δ ≅ f_обт + R, где f_обт - фокусное расстояние обтекателя; R - радиус кривизны вогнутого сферического зеркала. Технический результат - возможность применения заявленного устройства в широком классе дальномерных устройств, в частности в дальномерах с высокочувствительными лавинными фотоприемными устройствами. 1 ил.

Приемно-передающее оптическое устройство, содержащее установленные по ходу луча и оптически сопряженные источник излучения, плоское зеркало, расположенное под углом к оптической оси, коаксиально размещенные сферический обтекатель, вогнутое сферическое зеркало, приемник излучения и контр-зеркало, отличающееся тем, что в нем вогнутое сферическое зеркало расположено по оптической оси от внутренней поверхности сферического обтекателя на расстоянии, удовлетворяющем условию Δ ≅ f_обт + R, где f_обт - фокусное расстояние обтекателя; R - радиус кривизны вогнутого сферического зеркала.