УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСКИРОВКИ ВХОДНОЙ ОПТИКИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ Российский патент 2008 года по МПК G02B23/12 G01S17/88 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к устройствам входной оптики оптических систем, в частности к конструктивным элементам маскировки входной оптики оптических приборов, например к конструктивным элементам защиты входной оптики оптических и оптико-электронных систем, в том числе прицелов, телевизионных приборов наблюдения и разведки, оптических дальномеров и т.д.

Известно защитное устройство входной оптики оптических приборов, содержащее входной отражающий элемент с отражающим покрытием, причем отражающее покрытие нанесено на лицевую поверхность элемента с возможностью при лоцировании входного отражающего элемента отражения падающего на отражающее покрытие внешнего лоцирующего излучения в направлении источника внешнего лоцирующего излучения и обеспечения работоспособности оптических и оптико-электронных приборов через остальную прозрачную часть входной оптики (патент РФ 2215970, 7 F41G 1/32, F41G 1/38, опубл. 2003.11.10).

Недостатком устройства является то, что покрытия не обеспечивают необходимой при данном уровне техники степени ослабления отраженного лазерного излучения.

Известна оптическая кювета к прицелу ОП-4 для защиты от лазерного излучения, содержащая ослабитель лазерного излучения в виде пары диэлектриков стекло-жидкость, помещенная в фокальной плоскости прибора, характеризуемая тем, что снижение мощности лазерного излучения, поступающего в прибор, осуществляется частичным отражением на клиновидных окнах кюветы, а также преобразованием излучения в тепловую энергию внутри поглощающей жидкости, приводящей к ее температурной конвекции и вызывающей турбулентное искривление волнового фронта распространения лазерного излучения (заявка на изобретение РФ №2003124728, G02B 27/48, опубл. 2005.02.27).

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает необходимой при данном уровне техники степени ослабления отраженного лазерного излучения, т.к. отраженного излучения недостаточно, чтобы зарегистрировать наличие оптического устройства на пути излучения.

В основу изобретения положена задача создания недорогого и удобного в применении устройства для маскировки входной оптики оптических приборов, в котором используется в качестве маскирующего элемента частично прозрачное зеркало, установленное под углом к оптической оси устройства от 12° до 45°. На пути отражения лоцирующего излучения от этого зеркала установлены световые ловушки. Этим достигается очень высокая (или требуемая по условиям работы) степень подавления отраженного лоцирующего излучения, что обеспечивает эффективную маскировку оптической системы от лоцирующего излучения.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для маскировки входной оптики оптических приборов, включающем оптическую кювету, содержащую элемент с частичным отражением излучения, в качестве частично отражающего лоцирующее излучение элемента использовано частично отражающее зеркало, установленное внутри дополнительной составной светоделительной призмы или выполненное на ее внутренней поверхности под углом к оптической оси входной оптики от 12° до 45°, а на пути отражения лоцирующего излучения от вышеуказанного зеркала установлены световые ловушки.

Световые ловушки могут быть выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на поверхность кюветы, в виде абсолютно черных тел или в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на боковые поверхности составной призмы.

Зеркальное покрытие частично отражающего зеркала может быть выполнено с коэффициентом пропускания от 6 до 60%.

Применение частично прозрачного зеркала, установленного под углом к оптической оси устройства от 12° до 45°, и световых ловушек, установленных на пути отражения излучения от вышеуказанного зеркала, позволяет решить задачу уменьшения отраженного обратно в сторону приемника локатора лоцирующего излучения и, тем самым, обеспечения маскировки оптической системы простыми, надежными и дешевыми средствами.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема устройства для маскировки входной оптики оптических приборов и показано его размещение относительно маскируемого оптического прибора.

На чертеже кювета (насадка) 1 предлагаемого защитного устройства расположена перед входной оптикой 2 защищаемой оптической системы 3. На оптической оси (она показана пунктирной линией) входной оптики 2 помещено частично прозрачное зеркало 4. С двух сторон от него помещены оптические ловушки 5 и 6. Частично прозрачное зеркало 4 может быть выполнено на внутренней поверхности составной призмы (не показана).

В отсутствие предлагаемого нами устройства лоцирующее излучение лазерного локатора попадает на входную оптику оптической системы и частично отражается обратно в сторону приемника локатора. По отраженному от входной оптики лоцирующему излучению приемник локатора выявляет как наличие оптического устройства, так и направление на него излучения. Количество отраженного обратно к локатору света определяется особенностями конструкции оптической системы, качеством просветления и состоянием поверхности линз (наличие на его поверхности пленок воды, масел и т.п.). Чем больше лоцирующего излучения отражается от входной оптики в сторону приемника локатора, тем с большего расстояния локатор может выявить наличие оптической системы. При отсутствии предлагаемого устройства интегральное количество возвращаемого лоцирующего излучения может доходить до 0,01 от входящего. Это можно для нашего случая назвать коэффициентом обратного отражения.

Реально из-за кривизны отражающей поверхности входной оптики количество получаемого локатором демаскирующего излучения на порядки меньше, но его фактическая величина все-таки определяется коэффициентом обратного отражения входной оптики.

Устройство работает следующим образом.

Для разъяснения работы устройства допустим, что в обычных условиях, без использования предлагаемого устройства, от входной оптики 2 обратно в сторону локатора отражается 1% от падающего лоцирующего излучения.

Пусть лоцирующее излучение, которое должно было попасть на входную оптику 2 оптической системы 3, имеет 100% интенсивность. При коэффициенте пропускания частично прозрачного зеркала 4, равном 50%, в оптическую ловушку 5 или 6 попадает 50% лоцирующего излучения, где оно практически полностью рассеивается и поглощается. При этом к входной оптике 2 попадает 50% лоцирующего излучения. В соответствии с нашим допущением, от входной оптики 2 обратно отражается уже 0,5% от исходного лоцирующего излучения в связи с его ослаблением вдвое при проходе через частично прозрачное зеркало 4. После повторного прохождения (в обратном направлении) через частично прозрачное зеркало 4 в сторону локатора возвращается только четверть излучения, которое могло вернуться без нашего устройства. Таким образом, при потере в светосиле оптической системы только вдвое, мы в четыре раза снизили возвращенный локатору сигнал, что существенно (в разы по расстоянию) улучшило его маскировку.

Световые ловушки могут быть выполнены как в виде широко известных в оптике устройств (конструкций) "абсолютно черное тело", так и выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на поверхность кюветы (насадки).

В случае использования составной светоделительной призмы устройство работает аналогичным образом, но при этом светопоглощающее покрытие может быть нанесено на те грани призмы, на которых отражается лоцирующее излучение. При этом передняя и задняя грань призмы могут быть выполнены с наклоном относительно оптической оси устройства.

Зеркальное покрытие частично прозрачного зеркала рекомендуется выполнять с коэффициентом пропускания от 6 до 60%. Выбор коэффициента пропускания частично прозрачного зеркала производится исходя из эксплуатационных требований к оптической системе и ее конструкции. Наименьший коэффициент пропускания выбирается для оптических систем, имеющих встроенные электронно-оптические преобразователи. Больший коэффициент пропускания (например, 60%) может быть выбран для оптических систем, обычно располагаемых на больших расстояниях от источника лоцирующего излучения, например, для танковых прицелов.

Коэффициент пропускания для зеркала может быть выбран (коаксиально оптической оси) переменным. Для прицелов целесообразно на оптической оси коэффициент пропускания частично прозрачного зеркала выбрать меньше, вплоть до нуля.

Спектральный диапазон полосы пропускания частично прозрачного зеркала может быть выбран с учетом ожидаемой длины волны излучения локатора.

С учетом простоты конструкции предлагаемого устройства маскировки, простоты его установки при обнаружении лоцирующего излучения оно найдет широкое применение в оптических системах.

Устройство для маскировки включает оптическую кювету, содержащую элемент с частичным отражением лоцирующего излучения, в качестве которого использовано частично отражающее зеркало, установленное внутри дополнительной составной светоделительной призмы или выполненное на ее внутренней поверхности под углом к оптической оси входной оптики от 12° до 45°, а на пути отражения лоцирующего излучения от вышеуказанного зеркала установлены световые ловушки. Световые ловушки могут быть выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на поверхность кюветы или на боковые поверхности составной призмы, или в виде абсолютно черных тел. Зеркальное покрытие частично отражающего зеркала может быть выполнено с коэффициентом пропускания от 6 до 60%. Обеспечивается эффективная маскировка оптической системы от лоцирующего излучения за счет высокой или требуемой по условиям работы степени подавления отраженного лоцирующего излучения. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для маскировки входной оптики оптических приборов, включающее оптическую кювету, содержащую элемент с частичным отражением лоцирующего излучения, отличающееся тем, что в качестве частично отражающего лоцирующее излучение элемента использовано частично отражающее зеркало, установленное внутри дополнительной составной светоделительной призмы или выполненное на ее внутренней поверхности под углом к оптической оси входной оптики от 12 до 45°, а на пути отражения лоцирующего излучения от вышеуказанного зеркала установлены световые ловушки.2. Устройство для маскировки входной оптики оптических приборов по п.1, отличающееся тем, что световые ловушки выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на поверхность кюветы.3. Устройство для маскировки входной оптики оптических приборов по п.1, отличающееся тем, что световые ловушки выполнены в виде абсолютно черных тел.4. Устройство для маскировки входной оптики оптических приборов по п.1, отличающееся тем, что световые ловушки выполнены в виде светопоглощающих покрытий, нанесенных на боковые поверхности составной призмы.5. Устройство для маскировки входной оптики оптических приборов по п.1, отличающееся тем, что зеркальное покрытие частично отражающего зеркала выполнено с коэффициентом пропускания от 6 до 60%.