一种椭圆偏振激光发射光学装置的制作方法

本发明涉及一种椭圆偏振激光发射光学装置。

背景技术：

激光近感探测设备自从问世以来，由于探测精度高、体积小及抗电磁干扰能力强，在武器装备中获得了广泛的应用，但是体制上易受云雾、烟尘等自然环境干扰。由于实体目标和空气中的悬浮粒子对光的退偏振效果差别较大，因此可通过激光的偏振调制信息来提高激光近感探测设备的抗干扰能力。

如《基于偏振探测的激光引信》中公开了一种基于偏振探测的激光引信，激光器发出的激光束，经水平起偏器调制后，出射激光变为水平偏振激光。这种方式由于仅使用水平偏振激光，垂直偏振光未使用，激光能量利用率不高。

《激光偏振特性在近炸引信中的应用》》2010年第6期第163、164页中公开了激光偏振调制发射光学系统，激光器发出的激光束，经分束器分成功率相同的两束光后，分别通过偏振方向相互垂直的偏振器一和偏振器二，变成两束正交偏振的线偏振光，两束光通过可调光衰减器一和可调光衰减器二进行幅度调制后，经过合束器合成椭圆偏振光，通过光学天线发射出去，其中幅度调制由测距信息模块控制加密模块完成。这种方式先分光再对两束光分别进行起偏调制，水平偏振起偏调制损失垂直偏振能量，垂直偏振起偏调制损失水平偏振能量，激光能量利用率不高。

可见，现有技术的激光偏振调制装置，偏振光在发生折射、反射时均产生退偏振效应，角度越大影响越大，使用单光路发射覆盖的视野角有限。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种椭圆偏振激光发射光学装置，该椭圆偏振激光发射光学装置能够提高发射的偏振激光能量利用率，增大单个激光器覆盖的视野角。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种椭圆偏振激光发射光学装置，包括激光器；所述激光器的出光后级有整形透镜，整形透镜后级有非偏振分束器将光分为两路，其中一路经主反射镜反射后与另一路并行，两路光路上由前至后依次设置偏振分光镜、合束器、弧矢面扩束透镜、共形窗口片获得两路出射光，在偏振分光镜侧边有前反射镜和后反射镜将偏振分光镜分出的一路光反射至合束器；所述激光器的数量为多个呈环形分布。

所述两路出射光构成的两个弧矢面视场的角度相同。

所述合束器和弧矢面扩束透镜之间设置有子午面聚光透镜。

所述两路出射光构成的两个弧矢面视场并列紧靠成一弧矢面场。

所述两个弧矢面视场的角度之和大于45°。

所述多个激光器呈环状均布。

所述激光器的数量为八个。

所述整形透镜由前级的慢轴整形透镜和后级的快轴整形透镜构成。

本发明的有益效果在于：分束和起偏调制同时进行，提高了激光能量利用率；单个激光器的出射光分成两路椭圆偏振光，最大视野角可增大为合束方式的两倍。

附图说明

图1是本发明的构成原理图；

图2是本发明的安装结构示意图。

图中：1-激光器，2-慢轴整形透镜，3-快轴整形透镜，4-非偏振分束器，5-偏振分光镜，6-前反射镜，7-后反射镜，8-合束器，9-子午面聚光透镜，10-弧矢面扩束透镜，11-共形窗口片，12-主反射镜，21-平行偏振光弧矢面视场，22-垂直偏振光弧矢面视场。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、图2所示的一种椭圆偏振激光发射光学装置，包括激光器1；所述激光器1的出光后级有整形透镜，整形透镜后级有非偏振分束器4将光分为两路，其中一路经主反射镜12反射后与另一路并行，两路光路上由前至后依次设置偏振分光镜5、合束器8、弧矢面扩束透镜10、共形窗口片11获得两路出射光，在偏振分光镜5侧边有前反射镜6和后反射镜7将偏振分光镜5分出的一路光反射至合束器8；所述激光器1的数量为多个呈环形分布。

所述两路出射光构成的两个弧矢面视场的角度相同。

所述合束器8和弧矢面扩束透镜10之间设置有子午面聚光透镜9。

所述两路出射光构成的两个弧矢面视场并列紧靠成一弧矢面场。

所述两个弧矢面视场的角度之和大于45°。

所述多个激光器1呈环状均布。

所述激光器1的数量为八个。

所述整形透镜由前级的慢轴整形透镜2和后级的快轴整形透镜3构成。

整体而言，本发明的原理在于先对激光器输出的激光进行分束，获得能量相等的两束激光，再分别对每束激光使用偏振分光镜对激光器输出的激光同时进行分束和起偏调制，进一步获得偏振方向正交的两束激光，总计四束激光，两束垂直偏振光分别经布鲁斯特窗口片两次反射，入射到合束器，与两束水平偏振光合成两束椭圆偏振光，两束光分别在子午面进行视场压缩、弧矢面扩束，通过在弧矢面视场拼接，最终获得较大弧矢面发散角，最后分别通过两路窗口出射到外部空间。

换言之，激光器1发出的激光，经过两次分束、起偏调制、合束、弧矢面扩束后，获得两束椭圆偏振光，每束椭圆偏振光在弧矢面发散角为θ，通过视场拼接，最终获得弧矢面总发散角为2θ。具体的，激光器1发出的波长为λ的激光，经过慢轴校正透镜2和快轴校正透镜3对激光束进行整形，整形后的激光经过非偏振分束器4，被分为功率相同的两束光，一束折射后方向不变，一束反射并转90°出射，折射光垂直入射到偏振分光镜5，偏振分光镜5将激光分成两束不同相位的光，平行偏振光折射方向不变，垂直偏振光反射并转90°出射，其中偏振分光镜5可选偏振分光棱镜或偏振平板分光镜，垂直偏振光经前反射镜6转90°出射、后反射镜7转90°出射后，出射方向与平行偏振光正交，在两束光交会处使用合束器8合束，获得一束椭圆偏振光，椭圆偏振光经过子午面聚光透镜9对激光慢轴发散角压缩，使子午面出射光发散角减小至±2°以内，经过弧矢面扩束透镜10对激光快轴发散角扩大，使弧矢面出射光发散角增大至±10°以上，最终椭圆偏振光经过共形窗口片11出射至外部空间；经非偏振分束器4反射并转90°出射的激光束，经主反射镜12反射并转90°出射，垂直入射到偏振分光镜5，偏振分光镜5将激光分成两束不同相位的光，平行偏振光折射方向不变，垂直偏振光反射并转90°出射，其中偏振分光镜5可选偏振分光棱镜或偏振平板分光镜，垂直偏振光经前反射镜6转90°出射、后反射镜7转90°出射后，出射方向与平行偏振光正交，在两束光交会处使用合束器8合束，获得一束椭圆偏振光，椭圆偏振光经过子午面聚光透镜9对激光慢轴发散角压缩，使子午面出射光发散角减小至±2°以内，经过弧矢面扩束透镜10对激光快轴发散角扩大，使弧矢面出射光发散角增大至±10°以上，最终椭圆偏振光经过共形窗口片11出射至外部空间，两个共形窗口片11的轴线在同一个弧矢面内。

由此，本发明围绕中轴线划分为八个区域，每个区域放置一个激光器1，每个激光器1承担2θ弧矢面发散角的激光发射，其中2θ需略大于45°，八个激光器1共同完成360°激光发射，满足激光周视探测装置对激光发射绕轴线360°覆盖无盲区的需求。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种椭圆偏振激光发射光学装置，包括激光器；所述激光器的出光后级有整形透镜，整形透镜后级有非偏振分束器将光分为两路，其中一路经主反射镜反射后与另一路并行，两路光路上由前至后依次设置偏振分光镜、合束器、弧矢面扩束透镜、共形窗口片获得两路出射光，在偏振分光镜侧边有前反射镜和后反射镜将偏振分光镜分出的一路光反射至合束器；所述激光器的数量为多个呈环形分布。本发明分束和起偏调制同时进行，提高了激光能量利用率；单个激光器的出射光分成两路椭圆偏振光，最大视野角可增大为合束方式的两倍。

技术研发人员：张辉
受保护的技术使用者：贵州航天电子科技有限公司
技术研发日：2019.03.18
技术公布日：2019.05.24