小体积长焦距激光指向监测装置研制

张飞; 徐新行; 陈昌博

doi:10.37188/OPE.20212906.1251

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小体积长焦距激光指向监测装置研制

光电对抗技术 | 更新时间：2021-07-03

- 小体积长焦距激光指向监测装置研制
- Development of monitoring device for laser direction with small volume and long focus
- 光学精密工程 2021年29卷第6期页码：1251-1259
- 作者机构：
  
  1.许昌职业技术学院，河南许昌 461000
  2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
  3.中国科学院大学，北京100049
- 作者简介：
  
  [ "张　飞（1982-），男，陕西兴平人，硕士，副教授，2011年于河南科技大学获得硕士学位，主要从事光学精密仪器的研究工作。E-mail：253125529@qq.com" ]
- 基金信息：
  
  吉林省科技发展计划资助项目(20180520185JH)
- DOI：10.37188/OPE.20212906.1251
  中图分类号： TH122
- 收稿日期：2020-09-13，
  
  修回日期：2020-11-10，
  
  纸质出版日期：2021-06-15
- 稿件说明：
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张飞,徐新行,陈昌博.小体积长焦距激光指向监测装置研制[J].光学精密工程,2021,29(06):1251-1259.

ZHANG Fei,XU Xin-hang,CHEN Chang-bo.Development of monitoring device for laser direction with small volume and long focus[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(06):1251-1259.
张飞,徐新行,陈昌博.小体积长焦距激光指向监测装置研制[J].光学精密工程,2021,29(06):1251-1259. DOI： 10.37188/OPE.20212906.1251.

ZHANG Fei,XU Xin-hang,CHEN Chang-bo.Development of monitoring device for laser direction with small volume and long focus[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(06):1251-1259. DOI： 10.37188/OPE.20212906.1251.

摘要

为了实现可见光波段多路不同波长激光的高精度合束与发射，设计了一套用于激光指向误差监测的紧凑型光学监测装置。根据光电跟瞄发射系统对激光合束与发射精度的应用需求，提出了光束指向监测装置的设计指标。在明确监测装置应用空间的基础上，分别对装置的光电探测器、光学系统和机械结构进行了详细设计，采用上下分层多次折叠的光学设计有效压缩了监测装置的轴向尺寸。完成精密加工、装调后，对光束指向监测装置的焦距、调制传递函数和监测精度进行了实验检测。结果表明：所设计的光束指向监测装置不仅体积小（200 mm×180 mm×140 mm）、焦距大（约1 002 mm），而且对光束指向的监测精度高（优于10.0 μrad），满足光电跟瞄发射系统的应用需求。

Abstract

To accurately combine and launch several visible laser beam with different wavelengths， a compact optical monitoring device for beam direction was designed. First， main performances of the monitoring device were measured based on the application requirement of combining and launching laser systems. Subsequently， photo detect， optical system， and mechanism structure of the monitoring device were selected or designed using the application space of device. The length of the monitoring device was compressed considerably using the six times folding beams and upper and lower layered optical path. Finally， the monitoring device was tested for focal， modulation transfer function （MTF）， and monitoring accuracy by conducting experiments after carefully manufacturing， assembling， and adjusting. The results show that the designed monitoring device with low volume （200 mm×180 mm×140 mm）， long focus （approximately 1 002 mm）， and high monitoring accuracy （more than 10.0 μrad） can satisfy the application requirements of combining and launching laser systems.

关键词

Keywords

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梁巍巍，赵宏鹏，殷瑞光，等 . 激光角度欺骗干扰半实物仿真时间延迟特性研究［J］. 兵工学报， 2018 ， 39 （ 6 ）： 1178 - 1185 .

LIANG W W ， ZHAO H P ， YIN R G ， et al . Study of time delay characteristic of HITL simulation system for laser angle deception jamming ［J］. Acta Armamentarii ， 2018 ， 39 （ 6 ）： 1178 - 1185 . （in Chinese）

孙可，叶庆，孙晓泉 . 目标区域局部特征和局部图像质量相结合的激光干扰效果评估［J］. 国防科技大学学报， 2020 ， 42 （ 1 ）： 24 - 30 .

SUN K ， YE Q ， SUN X Q . Laser dazzling effect assessment based on local features and image quality in target region ［J］. Journal of National University of Defense Technology ， 2020 ， 42 （ 1 ）： 24 - 30 . （in Chinese）

张赫，乔川，匡海鹏 . 基于激光测距的机载光电成像系统目标定位［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 1 ）： 8 - 16 .

ZHANG H ， QIAO CH ， KUANG H P . Target geo-location based on laser range finder for airborne electro-optical imaging systems ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 1 ）： 8 - 16 . （in Chinese）

NOSOV P A ， PISKUNOV D E ， SHIRANKOV A F . Combined laser variosystems paraxial design for longitudinal movement of a Gaussian beam waist ［J］. Optics Express ， 2020 ， 28 （ 4 ）： 5105 - 5118 .

陈昌博 . 多波长激光合束系统中光束监测装置的设计［D］. 长春：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 2020 .

CHEN CH B . Design of Beam Monitoring Device in Multi-wavelength Laser Beam Combining System ［D］. Changchun ： Changchun Institute of Optics ， Fine Mechanics and Physics ， Chinese Academy of Sciences， 2020 . （in Chinese）

LEE B G ， KANSKY J ， GOYAL A K ， et al . Beam combining of quantum cascade laser arrays ［J］. Optics Express ， 2009 ， 17 （ 18 ）： 16216 - 16224 .

JIAO H F ， NIU X S ， ZHANG X M ， et al . Design and fabrication of a superior nonpolarizing long-wavelength pass edge filter applied in laser beam combining technology ［J］. Applied Optics ， 2020 ， 59 （ 5 ）： A162 - A166 .

ZHAO Y ， ZHANG J C ， ZHOU Y H ， et al . External-cavity beam combining of 4-channel quantum cascade lasers ［J］. Infrared Physics & Technology ， 2017 ， 85 ： 52 - 55 .

杨滨赫，蔡引娣，文志祥，等 . 长距离激光测量中光束漂移的自动补偿［J］. 光学精密工程， 2020 ， 28 （ 11 ）： 2393 - 2402 .

YANG B H ， CAI Y D ， WEN ZH X ， et al . Automatic compensation method for beam drift in long-distance laser measurement ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2020 ， 28 （ 11 ）： 2393 - 2402 . （in Chinese）

XIA L ， GAO Y G ， HAN X D . Novel theory for propagation of tilted Gaussian beam through aligned optical system ［J］. Optics Communications ， 2017 ， 387 ： 281 - 289 .

曹宇轩，舒世立，孙方圆，等 . 中红外半导体激光器合束技术研究进展（特邀）［J］. 红外与激光工程， 2018 ， 47 （ 10 ）： 1003002 .

CAO Y X ， SHU SH L ， SUN F Y ， et al . Development of beam combining technology in mid-infrared semiconductor lasers（invited）［J］. Infrared and Laser Engineering ， 2018 ， 47 （ 10 ）： 1003002 . （in Chinese）

ELDER I F ， THORNE D H ， LAMB R A ， et al . Mid-IR laser source using hollow waveguide beam combining ［C］. Solid State Lasers XXV ： Technology and Devices. San Francisco ， California ， USA. SPIE ， 2016 ， 9726 ： 972601 - 10 .

GOYAL A K ， SPENCER M ， SHATROVOY O ， et al . Dispersion-compensated wavelength beam combining of quantum-cascade-laser arrays ［J］. Optics Express ， 2011 ， 19 （ 27 ）： 26725 - 26732 .

岱钦，张善春，杨帆，等 . 高光束质量高斯非稳腔固体激光器研究［J］. 中国光学， 2019 ， 12 （ 3 ）： 559 - 566 .

DAI Q ， ZHANG SH CH ， YANG F ， et al . Research on the high beam quality of Gaussian unstable resonators in solid state lasers ［J］. Chinese Optics ， 2019 ， 12 （ 3 ）： 559 - 566 . （in Chinese）

王博，董登峰，周维虎，等 . 面向激光跟踪仪跟踪恢复的合作目标视觉检测［J］. 光学精密工程， 2020 ， 28 （ 2 ）： 271 - 282 .

WANG B ， DONG D F ， ZHOU W H ， et al . Visual detection of targetball for laser tracker target tracking recovery ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2020 ， 28 （ 2 ）： 271 - 282 . （in Chinese）

MONTOYA J ， AUGST S J ， CREEDON K ， et al . External cavity beam combining of 21 semiconductor lasers using SPGD ［J］. Applied Optics ， 2012 ， 51 （ 11 ）： 1724 - 1728 .

郭豹，张兵，黄伟，等 . 一种基于偏转镜的激光空间合束方法研究［J］. 电光与控制， 2018 ， 25 （ 5 ）： 96 .

GUO B ， ZHANG B ， HUANG W ， et al . A laser beam-combining method in space based on deflection mirror ［J］. Electronics Optics & Control ， 2018 ， 25 （ 5 ）： 96 . （in Chinese）

BLOOM G ， LARAT C ， LALLIER E ， et al . Passive coherent beam combining of quantum-cascade lasers with a Dammann grating ［J］. Optics Letters ， 2011 ， 36 （ 19 ）： 3810 .

宋少华仝召民 . 用于激光背光源电视的扫描分光与消散斑系统［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 2 ）： 271 - 278 .

SONG SH H ， TONG ZH M . Scanning beam splitting and speckle reduction system for laser backlight TV ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 2 ）： 271 - 278 . （in Chinese）

韩旭东，陈兆兵，王兵，等 . 紧凑型多路激光合扩束平台技术研究［J］. 光电工程， 2012 ， 39 （ 4 ）： 73 - 77 .

HAN X D ， CHEN ZH B ， WANG B ， et al . Combining and extending beam flat technology about the compact multi-beam lasers ［J］. Opto-Electronic Engineering ， 2012 ， 39 （ 4 ）： 73 - 77 . （in Chinese）

廖伯瑜，周新民，尹志宏，等 . 现代机械动力学及其工程应用：建模、分析、仿真、修改、控制、优化［M］. 北京：机械工业出版社， 2004 .

LIAO B Y ， ZHOU X M ， YIN ZH H ， et al . Modern Mechanical Dynamics and Engineering Application ： Establishment ， Analysis ， Simulation ， Modification ， Control and Optimization ［M］. Beijing ： China Machine Press ， 2004 . （in Chinese）

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