Трехканальный импульсный лазерный осветитель

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов, в частности к осветителям для активно-импульсных приборов ночного видения (АИ ПНВ).
Известен принятый за аналог импульсный лазерный осветитель (ИЛО) (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с., с. 290, блок-схема по рис. 4.1.2). ИЛО содержит блок накачки, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель (ИЛПИ) и объектив формирования излучения (ОФИ). При этом блок накачки подключен к ИЛПИ, а на его излучающую поверхность сфокусирован ОФИ. Этот ИЛО обладает сравнительно небольшой мощностью излучения и не допускает изменения угла подсвета. Между тем для работы АИ ПНВ на малых, средних и повышенных дальностях действия необходимо обеспечение соответственно широкого, среднего и узкого угла подсвета.
Известен принятый за прототип ИЛО (см. Волков В.Г., Козлов К.В., Саликов В.Л., Украинский С.А. Инфракрасные лазерные прожекторы. Специальная техника, 2005, №2, с. 6, рис. 8, а также Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с., с. 106, рис. 2.4.9а). Он содержит первый ИЛПИ, подключенный к первому блоку накачки, ОФИ, сфокусированный на излучающую поверхность первого ИЛПИ, дихроичное зеркало, установленное между ОФИ и первым ИЛПИ, оптически сопрягающее ОФИ со вторым ИЛПИ, подключенный ко второму блоку накачки. Первый ИЛПИ излучает на длине волны 0,85 мкм, а второй ИЛПИ - на длине волны 0,9 мкм. Дихроичное зеркало пропускает излучение на длине волны 0,85 мкм и отражает на длине волны 0,9 мкм. Благодаря этому излучения обоих ИЛПИ суммируется, и ОФИ формирует единый угол подсвета. Достоинство такого ИЛО по сравнению с устройством-аналогом является повышение мощности излучения. Однако ИЛО также не допускал регулировку угла подсвета.
Задачей предлагаемой полезной модели является регулировка угла подсвета ИЛО.
Указанная задача решается тем, что импульсный лазерный осветитель, состоящий из первого блока накачки, подключенному к первому импульсному лазерному полупроводниковому излучателю, первого дихроичного плоского зеркала и первого объектива формирования излучения, сфокусированного на первый импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, а также из второго блока накачки, подключенного ко второму импульсному лазерному полупроводниковому излучателю, который через первое дихроичное плоское зеркало оптически сопряжен с первым объективом формирования излучения, отличающийся тем, что дополнительно содержит третий блок накачки, подключенный к третьему импульсному лазерному полупроводниковому излучателю, который через дополнительно введенные линзовый компонент и второе дихроичное плоское зеркало оптически сопряжен с дополнительно введенным вторым объективом формирования излучения, который через второе и первое дихроичные плоские зеркала оптически сопряжен с первым импульсным лазерным полупроводниковым излучателем, дополнительно содержит третий объектив формирования излучения и установленное на его выходе плоское зеркало, оптически сопрягающее третий объектив формирования излучения через второе дихроичное плоское зеркало и линзовый компонент с третьим импульсным лазерным полупроводниковым излучателем, на выходе первого, второго и третьего объективов формирования излучения дополнительно установлены соответственно первая, вторая и третья откидные заслонки, кинематически связанные с соответственно первым, вторым и третьим выходами дополнительно введенного электромеханического блока управления.
Решение данной задачи достигается за счет дополнительного введения двух объективов формирования излучения, второго дихроичного плоского зеркала, третьего импульсного лазерного излучателя с третьим блоком накачки, а также электромеханического блока управления, кинематически связанного с тремя заслонками, попеременно открывающими выход соответствующего объектива формирования излучения.
Блок-схема трехканального ИЛО представлена на чертеже фиг.1. ИЛО содержит первый ИЛПИ 1, подключенный к первому блоку накачки 2, первый ОФИ 3, между которым и первым ИЛПИ 1 установлено первое дихроичное зеркало 4, оптически сопрягающее первый ОФИ 3 со вторым ИЛПИ 5, подключенным ко второму блоку накачки 6. Первый ИЛПИ 1 оптически сопряжен со вторым ОФИ 7 через второе дихроичное плоское зеркало 8, а также через него и плоское зеркало 9 с третьим ОФИ 10. ИЛО содержит также третий ИЛПИ 11, подключенный к блоку накачки 12. Третий ИЛПИ 11 оптически сопряжен через линзовый компонент 13, второе дихроичное плоское зеркало 8 с третьим ОФИ 10. На выходе первого ОФИ 3, второго ОФИ 7 и третьего ОФИ 10 установлены соответственно первая 14, вторая 15 и третья 16 откидные заслонки, кинематически связанные соответственно с первым, вторым и третьим выходами электромеханического блока 17.
Первый ИЛПИ 1 излучает на длине волны 0,85 мкм, второй ИЛПИ 5 излучает на длине волны 0,9 мкм, третий ИЛПИ 11 излучает на длине волны 1,55 мкм. Первое дихроичное плоское зеркало 4 пропускает 50% излучения на длине волны 0,85 мкм, отражает 50% излучения на этой длине волны, а также отражает излучение на длине волны 0,9 мкм. Второе дихроичное плоское зеркало 8 пропускает 50% излучения на длине волны 1,55 мкм, отражает 50% излучения на этой длине волны, пропускает 50% излучения на длине волны 0,85 мкм и отражает 50% излучения на этой длине волны. Первый ОФИ 3 работает на длинах волн 0,85 мкм и 0,9 мкм, второй ОФИ 7 и третий ОФИ 10 работают на длинах волн 0,85 мкм и 1,55 мкм. В приемной части АИ ПНВ, с которым совместно работает ИЛО, электронно-оптический преобразователь имеет фотокатод с чувствительностью в области спектра 0,8-1,7 мкм, так что указанные выше длины волн вполне соответствуют этой области спектра.
Трехканальный ИЛО работает следующим образом. Для его функционирования могут быть одновременно включены все блоки накачки 2, 6, 12 и соответственно первый ИЛПИ 1, второй ИЛПИ 5 и третий ИЛПИ 11, либо они могут включаться попеременно. При одновременном включении всех ИЛПИ 1, 5, 11 сначала по команде с электромеханического блока 17 первая заслонка 14 выведена из хода лучей, а вторая заслонка 15 и третья заслонка 16 перекрывают ход лучей. При этом первый блок накачки 2 подает импульсы тока накачки на первый ИЛПИ 1, который генерирует на длине волны 0,85 мкм импульсы излучения. Они проходят через первое дироичное плоское 4 и коллиммируется с помощью первого ОФИ 3, создавая широкий угол подсвета (например, 4×2°), необходимый для работы АИ ПНВ на малых дальностях. Одновременно второй блок накачки 6 подает импульсы тока накачки на второй ИЛПИ 5, который генерирует импульсы излучения на длине волны 0,9 мкм. Они отражаются от дихроичного плоского зеркала 4 и коллимируются первым ОФИ 3, создавая такой же угол подсвета. Таким образом, излучение первого ИЛПИ 1 и второго ИЛПИ 5 суммируется в едином угле подсвета. При необходимости излучения ИЛО в среднем угле подсвета (например, 1×0,5°) для работы АИ ПНВ на средних дальностях блок 17 вводит первую заслонку 14 и третью заслонку 16 в ход лучей, перекрывая его. Вторая заслонка 15 выведена из хода лучей. При этом второй блок накачки 6 может быть отключен. Излучение первого ИЛПИ 1 на длине волны 0,85 мкм последовательно отражается от первого 4 и второго 8 дихроичного плоского зеркала и приходит в более длиннофокусный второй ОФИ 7, который коллимирует излучение в среднем угле подсвета. При этом третий блок накачки 12 подает импульсы тока накачки на третий ИЛПИ 11, который генерирует импульсы излучения на длине волны 1,55 мкм. Они охватываются линзовым компонентом 13, проходят через второе дихроичное плоское зеркало 8 и передаются во второй ОФИ 7, который коллимирует это излучение в том же угле подсвета, что и для первого ИЛПИ 1. Для работы в узком угле подсвета для повышенных дальностях функционирования АИ ПНВ включены первый блок накачки 2 и третий блок накачки 12. Соответственно работают первый ИЛПИ 1 и третий ИЛПИ 11. При этом блок 17 перекрывает ход лучей с помощью первой заслонки 14 и второй заслонки 15. Третья заслонка 16 выведена из хода лучей. Излучение первого ИЛПИ 1 отражается от первого дихроичного плоского зеркала 4, проходит через второе дихроичное плоское зеркало 8, отражается от плоского зеркала 9 и проходит в третий ОФИ 10, который коллимирует излучение в узком угле подсвета (например, 0,3×0,15°). Одновременно излучение третьего ИЛПИ 11 охватывается линзовым компонентом 13, отражается от второго дихроичного плоского зеркала 8, плоского зеркала 9 и передается в третий ОФИ 10, который коллимирует излучение третьего ИЛПИ 11 в том же угле подсвета.
Угол подсвета ИЛО может регулироваться в пределах широкого, среднего и узкого углов подсвета. Энергетические потери в первом 4 и втором 8 дихроичных плоских зеркалах компенсируются попарным суммированием излучения ИЛПИ на разных длинах волн.
В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.
Таким образом, за счет дополнительного введения двух объективов формирования излучения, второго дихроичного плоского зеркала, третьего импульсного лазерного излучателя с третьим блоком накачки, а также электромеханического блока управления, кинематически связанного с тремя заслонками, попеременно открывающими выход соответствующего объектива формирования излучения достигается регулировка угла подсвета ИЛО.