Импульсный лазерный осветитель

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов, в частности, к лазерным средствам подсвета - импульсным лазерным осветителям, применяемым в активно-импульсных приборах ночного видения (АИ ПНВ), или телевизионных АИ ПНВ (АИ ТВ ПНВ), предназначенных для наблюдения ночью при нормальной и пониженной прозрачности атмосферы, а также при воздействии мощных световых помех.
Известен импульсный лазерный осветитель (см. книга Гейхман И.Л., Волков В.Г., Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с, с. 290, блок-схема рис. 4.1.2), а также созданный по той же схеме импульсный лазерный осветитель АИ ТВ ПНВ Active Range-Gated Camera ARGC-2400. Проспект фирмы OBZERV, Канада, 2017, www.obzerv.com.), Устройства содержат объектив формирования излучения, сфокусированный на импульсный лазерный полупроводниковый излучатель (ИЛПИ), который подключен к выходу блока накачки. Осветитель предназначен для использования в качестве средства подсвета в АИ ПНВ, работающих в области спектра 0,4 - 0,88 мкм.
Недостатками аналогов являются:
- сравнительно низкая мощность излучения подсвета, что ограничивает дальность действия АИ ПНВ при работе в АИ режиме,
- невозможность применения осветителя для работы в составе АИ ПНВ, функционирующих в области спектра 0,9 - 1,7 мкм, в которой обеспечивается работа при пониженной прозрачности атмосферы, недоступной для АИ ПНВ, работающих в области спектра 0,4 - 0,88 мкм, и даже в тактических дымах.
- отсутствие регулировки мощности излучения подсвета в зависимости от уровня естественной ночной освещенности (ЕНО).
Известен наиболее близкий аналог предлагаемой полезной модели, принятый за прототип импульсный лазерный осветитель (Архутик С.Т., Волков В.Г., Козлов К.В., Саликов В.Л., Украинский С.А., Инфракрасные лазерные прожекторы. Специальная техника, 2005 г., №2, с. 6-11, рис. 8). Осветитель содержит объектив формирования излучения, оптически сопряженный через дихроичное плоское зеркало с первым и вторым ИЛПИ, излучающих соответственно на длинах волн 0,85 мкм и 0,87 мкм (или на длинах волн 0,85 мкм и 1,55 мкм), подключенных соответственно к выходам первого и второго блоков накачки.
За счет суммирования в едином угле подсвета излучения обоих ИЛПИ создается более высокая мощность излучения подсвета. Это обеспечивает повышенную дальность действия АИ ПНВ. Возможность работы осветителя на длине волны 1,55 мкм позволяет его использовать для АИ ПНВ, работающих в области спектра 0,9 - 1,7 мкм и тем самым обеспечить их работу при пониженной прозрачности атмосферы.
Недостатком этого устройства по-прежнему является отсутствие регулировки мощности излучения подсвета в зависимости от уровня ЕНО. Это ограничивает функциональные возможности осветителя.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, предлагаемой полезной модели является обеспечение регулировки мощности излучения импульсного лазерного осветителя в зависимости от уровня ЕНО.
Указанный технический результат достигается за счет того, что, в состав осветителя вводятся фотоприемные устройства, регистрирующие уровень ЕНО в областях спектра 0,4-0,88 мкм и 0,9-1,7 мкм, и с помощью сравнения этих сигналов в блок-схемах сравнения с опорными значениями мощности излучения соответствующих импульсных лазерных полупроводниковых излучателей, позволяет корректировать их токи накачки и соответственно мощность их излучения подсвета в зависимости от уровня ЕНО.
Импульсный лазерный осветитель, содержащий объектив формирования излучения, оптически сопряженный через дихроичное плоское зеркало с первым и вторым импульсным лазерным полупроводниковым излучателями, подключенными соответственно к выходам первого и второго блоков накачки, дополнительно содержит приемный объектив, оптически сопряженный через введенное второе дихроичное плоское зеркало, введенные первый и второй узкополосные режекторные фильтры с введенными первым и вторым фотоприемными устройствами, выходы которых через введенные первый и второй усилители подключены к первым входам введенных первой и второй блок-схем сравнения, ко вторым входам которых подключены выходы введенных первого и второго измерителей мощности излучения соответственно, а их входы оптически сопряжены со вторыми излучающими выходами первого и второго импульсных лазерных полупроводниковых излучателей, а выходы первой и второй блок-схем сравнения подключены к входам первого и второго блоков накачки соответственно.
Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг.1, на котором изображена схема устройства.
Импульсный лазерный осветитель содержит объектив формирования излучения 1, оптически сопряженный через первое дихроичное плоское зеркало 2 с первым ИЛПИ 3 и со вторым ИЛПИ 4, подключенными соответственно к выходам первого 5 и второго 6 блоком накачки. Устройство содержит также приемный объектив 7, оптически сопряженный через второе дихроичное плоское зеркало 8, первый 9 и второй 10 узкополосные режекторные фильтры с первым 11 и вторым 12 фотоприемными устройствами соответственно. Выходы первого 11 и второго 12 фотоприемных устройств подключены через соответственно первый 13 и второй 14 усилители к первым входам первой 15 и второй 16 блок-схем сравнения, ко вторым входам которых подключены выходы первого 17 и второго 18 измерителей мощности излучения. Входы первого 17 и второго 18 измерителей мощности излучения оптически сопряжены со вторыми излучающими выходами первого 3 и второго 4 ИЛПИ соответственно. Выходы первой 15 и второй 16 блок-схем сравнения подключены ко входам соответственно первого 5 и второго 6 блоков накачки.
Первый ИЛПИ 3 излучает на длине волны 0,85 мкм, а ИЛПИ 4 - на длине волны 1,55 мкм. Первое дихроичное плоское зеркало 2 пропускает излучение на длине волны 0,85 мкм и отражает на длине волны 1,55 мкм. Первое фотоприемное устройство 11 работает в области спектра 0,4-0,88 мкм, а второе фотоприемное устройство 12 - в области спектра 0,9-1,7 мкм. Второе дихроичное плоское зеркало 8 пропускает в области спектра 0,4-0,88 мкм и отражает в области спектра 0,9-1,7 мкм. При этом первый узкополосный режекторный фильтр 9 подавляет излучение на длине волны 0,85 мкм, а второй узкополосный режекторный фильтр 10 подавляет излучение на длине волны 1,55 мкм.
Устройство работает следующим образом. Первый блок накачки 5 возбуждает первый ИЛПИ 3, излучающий на длине волны 0,85 мкм. Излучение от ИЛПИ 3 проходит через первое дихроичное плоское зеркало 2 и коллимируется с помощью объектива формирования излучения 1, создавая на объекте наблюдения пятно подсвета. Одновременно второй блок накачки 6 возбуждает второй ИЛПИ 4, излучающий на длине волны 1,55 мкм. Излучение ИЛПИ 4 отражается от оптической поверхности первого дихроичного плоского зеркала 2 и коллимируется с помощью объектива формирования излучения 1 в тот же угол подсвета. В результате излучение обоих ИЛПИ 3 и 4 складывается. Благодаря этому увеличивается мощность излучения импульсного лазерного осветителя. Излучение ИЛПИ 3 и 4 отражается от объекта наблюдения и приходит в приемный объектив 7. Установленное на его выходе второе дихроичное плоское зеркало 8 разделяет излучение с выхода входного объектива 7 на два потока: 0,4-0,88 мкм и 0,9-1,7 мкм. При этом излучение на длине волны 0,85 мкм подавляется узкополосным режекторным фильтром 9. Фильтр 9 пропускает остальное излучение в рабочей области спектра фотоприемного устройства 11 в диапазоне 0,4-0,88 мкм. Второй узкополосный режекторный фильтр 10 подавляет излучение на длине волны 1,55 мкм, направляя остальную часть излучения в области спектра 0,9-1,7 мкм на второе фотоприемное устройство 12. На выходе фотоприемных устройств 11 и 12 создаются сигналы, пропорциональные уровню ЕНО на местности для рабочей области спектра 0,4-0,88 мкм и 0,9 - 1,7 мкм соответственно. Эти сигналы усиливаются соответственно в усилителях 13 и 14 и передаются на первые входы первого 15 и второго 16 блок-схем сравнения соответственно. Первый измеритель мощности излучения 17 оптически сопряжен со вторым излучающим торцом первого ИЛПИ 3, измеряет мощность его излучения и передает соответствующий сигнал на второй вход первой блок-схемы сравнения 15. Второй измеритель мощности излучения 18 аналогичным образом оптически сопряжен со вторым излучающим торцом второго ИЛПИ 4, измеряет мощность его излучения и передает соответствующий сигнал на второй вход второй блок-схемы сравнения 16. В результате сравнения сигналов мощности излучения с сигналами от ЕНО в блок-схемах сравнения 15 и 16 вырабатываются корректирующие сигналы, управляющие амплитудой тока накачки в блоках накачки 5 и 6 соответственно. Благодаря этому, если уровень ЕНО слишком высок, то амплитуда тока накачки в блоках накачки 5 и 6 увеличивается, и соответственно увеличивается и мощность излучения ИЛПИ. И, наоборот, при падении уровня ЕНО амплитуда тока накачки в блоках накачки 5 и 6 уменьшается, и мощность излучения ИЛПИ также уменьшается. Так обеспечивается регулировка мощности излучения подсвета в зависимости от уровня ЕНО. Благодаря этому пятно подсвета осветителя всегда имеет большую энергетическую яркость, чем ЕНО. Это создает более благоприятные условия видения пятна подсвета в АИ ПНВ.
В настоящее время разработана конструкция предложенного импульсного лазерного осветителя и успешно проведены испытания его макета.
Таким образом, за счет того, что в состав осветителя вводятся фотоприемные устройства, регистрирующие уровень ЕНО в областях спектра 0,4-0,88 мкм и 0,9-,7 мкм, и с помощью сравнения этих сигналов в блок-схемах сравнения с опорными значениями мощности излучения соответствующих импульсных лазерных полупроводниковых излучателей, позволяет корректировать их токи накачки и соответственно мощность их излучения подсвета в зависимости от уровня ЕНО.