一种激光/红外复合周视告警装置的制作方法

本发明属于激光/红外周视探测告警，具体涉及一种激光/红外复合周视告警装置。

背景技术：

1、激光/红外探测告警装置是高效能的现代化侦察手段，在探测感知领域得到了广泛普及应用。特别是直升机、弹体发射车等低速探测场景，易受到激光制导的严重威胁。激光/红外复合告警装置可提供环景的态势感知，对来袭激光制导进行探测告警，判别目标方位，帮助探测人员及时采取对抗和反制措施。

2、激光/红外探测告警技术是通过对来袭物体的红外目标特性和激光信息进行感知和侦察，确定来袭物体威胁源的位置信息、速度信息和距离信息，判断威胁程度和威胁意图，为己方采取适当措施提供告警信息。以更小的体积空间代价，实现对来袭物体的多波段探测信息获取是告警探测技术研究的核心内容。

3、目前，广泛装备的激光探测告警和红外探测告警装置多为独立的探测单元，技术路径方面多采用广角镜头设计，该技术方案存在系统独立造成体积较大，激光/红外之间交联复杂，独立单元之间还存在视场遮挡等问题。因此，迫切的需要设计一种激光/红外共孔径的复合告警装置，以提供360°环景探测视场和激光/红外复合告警能力。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：

2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种激光/红外复合周视告警装置，在体积空间受限的情况下提供一种激光/红外双波段共孔径告警技术解决方案。激光/红外复合周视告警装置采用折反式共孔径设计方案，激光/红外光学系统共用主镜和次镜，次镜作为双波段的分光镜，激光和红外波段光学系统依次排布于主次镜两侧。双波段周视共孔径光学系统设计可实现激光/红外告警的复合一体化，达到告警需求的360°环景探测性能，提高系统综合度，减小系统体积。

3、本发明的技术方案是：一种激光/红外复合周视告警装置，包括共用主镜和次镜的激光告警光学系统和红外告警光学系统，所述次镜作为激光/红外分光镜，透射激光同时反射红外波段；所述激光告警光学系统沿光轴正向依次排布有主镜、次镜、第一激光物镜、第二激光物镜、第三激光物镜和激光探测器，所述红外告警光学系统沿光轴负方向依次排布有所述主镜、次镜、第一红外物镜、第二红外物镜、第三红外物镜、第四红外物镜、第五红外物镜和红外探测器；

4、所述激光告警光学系统与红外告警光学系统共享系统的环景视场，探测视场是光轴侧向俯仰范围-10°～+40°，方位360°区域。

5、本发明的进一步技术方案是：所述主镜和次镜为激光告警光路和红外告警光路共孔径部分，主镜为椭圆面、中心开孔、具有特定曲率半径的反射镜，基底材料为铝或其他光学材料；所述次镜为具有反射红外波段、透射激光波段特性，反射面为具有特定的曲率半径的双曲面，后表面为具有特定曲率半径的凹面透镜，材料为光学玻璃。

6、本发明的进一步技术方案是：所述激光光学系统的参数为：工作波段1.064μm，f数1，焦距3mm；所述红外光学系统参数为：工作波段3μm～5μm，f数1.4，焦距6.86mm；全系统告警视场：俯仰-10°～+40°，方位360°。

7、本发明的进一步技术方案是：所述主镜为椭圆面，通光孔径130mm，中心开孔直径54mm，反射面曲率半径73.5mm，其材料为石英玻璃。

8、本发明的进一步技术方案是：所述次镜与主镜间隔60mm，通光孔径92mm，前表面为半透半反面，透射激光光线，反射红外光线，面型为双曲面，曲率半径173.374mm，后表面曲率半径-8.892mm，其材料为成都光明hk9l。

9、本发明的进一步技术方案是：所述第一激光物镜与次镜间隔10mm，焦距为63.2mm，通光孔径12mm，前表面曲率半径8.28mm，后表面曲率半径15.21mm，其材料为成都光明hlak53；

10、所述第二激光物镜与第一激光物镜间隔7.74mm，焦距为-35.25mm，通光孔径32.6mm，前表面曲率半径-34.137，后表面曲率半径55.398mm，其材料为成都光明hlak10；

11、所述第三激光物镜与第二激光物镜的间隔为0.265mm，焦距为-40.44mm，通光孔径29.8mm，前表面曲率半径-43.886，后表面曲率半径79.676mm，其材料为成都光明hzf6。

12、本发明的进一步技术方案是：所述激光探测器沿光轴正向与第三激光物镜的间隔为25.4mm，其光电感光面位于所述激光告警光学系统焦面处，激光探测器选用pin光电二极管或涵盖激光探测波段的coms。

13、本发明的进一步技术方案是：所述第一红外物镜与次镜间隔50mm，焦距为-26.4mm，通光孔径28mm，前表面曲率半径-33.29mm，后表面曲率半径-86.638mm，其材料为单晶硅；

14、所述第二红外物镜与第一红外物镜间隔5.93mm，焦距为-26.486mm，通光孔径44mm，前表面曲率半径-30.29mm，后表面曲率半径-66.833mm，其材料为单晶锗；

15、所述第三红外物镜与第二红外物镜的间隔为1mm，焦距为50.48mm，通光孔径55mm，前表面曲率半径-93.819，后表面曲率半径-44.525mm，其材料为硒化锌；

16、所述第四红外物镜与第三红外物镜的间隔为1mm，焦距为-2830mm，通光孔径54mm，前表面曲率半径55.614，后表面曲率半径50.54mm，其材料为氟化镁；

17、所述第五红外物镜与第四红外物镜的间隔为3mm，焦距为35.278mm，通光孔径52mm，前表面曲率半径51.1mm，后表面曲率半径114.56mm，其材料为单晶硅。

18、本发明的进一步技术方案是：所述红外探测器沿光轴负向与第五红外物镜间隔为17.65mm，其探测器像面位于所述红外告警光学系统焦面处，红外探测器选用红外制冷探测器或非制冷探测。

19、本发明的进一步技术方案是：所述激光/红外复合周视告警装置总长≤200mm。

20、有益效果

21、本发明的有益效果在于：

22、1.本发明采用激光/红外共孔径光学系统设计，涵盖双探测波段，告警视场为周视视场，俯仰视场-10°～+40°，方位视场360°环景；

23、2.本发明双波段光学系统光程紧凑，系统总长≤200mm，仅由2片反射镜和8片透镜组成，可匹配2k分辨率红外探测器，实现红外高分辨；

24、3.本发明实现激光/红外复合告警系统集成化、小型化设计，用于双波段告警类光电产品，较现有技术提升告警功能复合化、综合化，具备告警、监视、态势感知等多用途能力。

25、4.本发明所述激光/红外复合周视告警装置可应用于警用安防，复合告警和侦查等领域。具有探测谱段多，视场范围大，分辨率高，复合信息处理能力的优点。在空间包络受限的情况下能有效实现高分辨力，多谱段信息的威胁态势感知，提高装备载具的生存能力。

技术特征：

1.一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：包括共用主镜和次镜的激光告警光学系统和红外告警光学系统，所述次镜作为激光/红外分光镜，透射激光同时反射红外波段；所述激光告警光学系统沿光轴正向依次排布有主镜、次镜、第一激光物镜、第二激光物镜、第三激光物镜和激光探测器，所述红外告警光学系统沿光轴负方向依次排布有所述主镜、次镜、第一红外物镜、第二红外物镜、第三红外物镜、第四红外物镜、第五红外物镜和红外探测器；

2.根据权利要求1所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述主镜和次镜为激光告警光路和红外告警光路共孔径部分，主镜为椭圆面、中心开孔、具有特定曲率半径的反射镜，基底材料为铝或其他光学材料；所述次镜为具有反射红外波段、透射激光波段特性，反射面为具有特定的曲率半径的双曲面，后表面为具有特定曲率半径的凹面透镜，材料为光学玻璃。

3.根据权利要求2所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述激光光学系统的参数为：工作波段1.064μm，f数1，焦距3mm；所述红外光学系统参数为：工作波段3μm～5μm，f数1.4，焦距6.86mm；全系统告警视场：俯仰-10°～+40°，方位360°。

4.根据权利要求3所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述主镜为椭圆面，通光孔径130mm，中心开孔直径54mm，反射面曲率半径73.5mm，其材料为石英玻璃。

5.根据权利要求4所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述次镜与主镜间隔60mm，通光孔径92mm，前表面为半透半反面，透射激光光线，反射红外光线，面型为双曲面，曲率半径173.374mm，后表面曲率半径-8.892mm，其材料为成都光明hk9l。

6.根据权利要求5所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述第一激光物镜与次镜间隔10mm，焦距为63.2mm，通光孔径12mm，前表面曲率半径8.28mm，后表面曲率半径15.21mm，其材料为成都光明hlak53；

7.根据权利要求6所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述激光探测器沿光轴正向与第三激光物镜的间隔为25.4mm，其光电感光面位于所述激光告警光学系统焦面处，激光探测器选用pin光电二极管或涵盖激光探测波段的coms。

8.根据权利要求5所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述第一红外物镜与次镜间隔50mm，焦距为-26.4mm，通光孔径28mm，前表面曲率半径-33.29mm，后表面曲率半径-86.638mm，其材料为单晶硅；

9.根据权利要求8所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述红外探测器沿光轴负向与第五红外物镜间隔为17.65mm，其探测器像面位于所述红外告警光学系统焦面处，红外探测器选用红外制冷探测器或非制冷探测。

10.根据权利要求1-9任一项所述一种激光/红外复合周视告警装置，其特征在于：所述激光/红外复合周视告警装置总长≤200mm。

技术总结
本发明一种激光/红外复合周视告警装置，属于激光/红外周视探测告警技术领域；包括共用主镜和次镜的激光告警光学系统和红外告警光学系统，所述次镜作为激光/红外分光镜，透射激光同时反射红外波段；所述激光告警光学系统沿光轴正向依次排布有主镜、次镜、第一激光物镜、第二激光物镜、第三激光物镜和激光探测器，所述红外告警光学系统沿光轴负方向依次排布有所述主镜、次镜、第一红外物镜、第二红外物镜、第三红外物镜、第四红外物镜、第五红外物镜和红外探测器；所述激光告警光学系统与红外告警光学系统共享系统的环景视场，探测视场是光轴侧向俯仰范围‑10°～+40°，方位360°区域。本发明提高系统综合度，减小系统体积。

技术研发人员：金辰杰,乔明霞,葛云鹏
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8