一种激光红外复合目标模拟器光学系统

摘要

本发明涉及一种激光红外复合目标模拟器光学系统，包括激光器、黑体、激光匀光镜组、红外中继镜、合束镜、目标光阑和准直镜组，激光匀光镜组放置在激光器信号输出端，红外中继镜放置在黑体放射输出端，合束镜放置在激光匀光镜组和红外中继镜的输出汇集处，合束镜输出端外放置目标光阑，准直镜组放置在目标光阑输出端处，本发明具有可用于激光/红外复合目标模拟器设备研制，实现激光/红外双模导引头的半实物仿真测试的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及模拟光学系统技术领域，尤其涉及一种激光红外复合目标模拟器光学系统。

背景技术

精确制导武器在现代战中已成为举足轻重的武器，导引头作为精确制导武器的“眼睛”，起到至关重要的作用。随着技术的发展，单一模式制导的导引头已不能满足复杂战场中精确制导的要求，而复合制导把两种或两种以上的制导方式复合在一起，发挥两种或几种制导方式的优点，有效对抗战场环境上的各种干扰，提高制导精度，是未来技术发展的趋势。

目前国内外多家研究单位对激光/红外复合导引头开展了大量研究，但鉴于国内对激光/红外双模导引头研究时间不长，现在尚无成熟的用于激光/红外复合导引头的半实物仿真测试的目标模拟配套测试设备。因此，针对以上不足，需要提供一种激光红外复合目标模拟器光学系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决目前尚无成熟的用于激光/红外双模导引头的半实物仿真测试的相关配套测试设备的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光红外复合目标模拟器光学系统，包括激光器、黑体、激光匀光镜组、红外中继镜、合束镜、目标光阑和准直镜组，激光匀光镜组放置在激光器信号输出端，红外中继镜放置在黑体放射输出端，合束镜放置在激光匀光镜组和红外中继镜的输出汇集处，合束镜输出端外放置目标光阑，准直镜组放置在目标光阑输出端处。

作为对本发明的进一步说明，优选地，激光匀光镜组包括激光准直镜、透镜阵列、衰减片、会聚透镜、直角反射镜、全息扩散片和激光中继镜，激光准直镜放置在激光器输出端外，透镜阵列放置在激光准直镜输出端，衰减片放置在透镜阵列输出端，会聚透镜放置在衰减片输出端，直角反射镜放置在会聚透镜输出端，全息扩散片放置在直角反射镜输出端，激光中继镜放置在全息扩散片输出端，激光中继镜输出端正对合束镜。

作为对本发明的进一步说明，优选地，衰减片数量为两个，两个衰减片透过率在OD1～OD3范围内调节。

作为对本发明的进一步说明，优选地，直角反射镜数量为两个，直角反射镜斜面相对以使对光路进行折叠。

作为对本发明的进一步说明，优选地，红外中继镜采用一片焦距为25mm、口径为25mm的非球面锗透镜，红外中继镜垂轴放大率为-1。

作为对本发明的进一步说明，优选地，合束镜的基底材料选用硒化锌或硫化锌单晶，合束镜的正反两面均镀膜。

作为对本发明的进一步说明，优选地，准直镜组包括平面反射镜和离轴抛物面反射镜，平面反射镜放置在目标光阑输出端，离轴抛物面反射镜放置在平面反射镜输出端，离轴抛物面反射镜输出平行激光。

作为对本发明的进一步说明，优选地，平面反射镜和离轴抛物面反射镜的反射面上均镀有金膜，其中离轴抛物面反射镜的离轴角θ＝20°。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明通过激光/红外复合目标模拟器光学系统将激光/红外复合，以模拟目标散射的激光和目标自身的红外辐射，其具备模拟目标的激光散射功率变化的能力，以及模拟不同大小、形状、红外辐射强度目标的功能，与转台配合还可以模拟目标的运动方向、速度和加速度等特性，可用于激光/红外复合目标模拟器设备研制，实现激光/红外双模导引头的半实物仿真测试。

附图说明

图1是本发明的光学系统图；

图2是本发明的激光匀光镜组光路图；

图3是本发明的红外中继镜成像光路图；

图4是本发明的全息扩散片上激光光斑图；

图5是本发明的目标光阑处激光光斑图。

图中：1、激光器；2、黑体；3、激光匀光镜组；31、激光准直镜；32、透镜阵列；33、衰减片；34、会聚透镜；35、直角反射镜；36、全息扩散片；37、激光中继镜；4、红外中继镜；5、合束镜；6、目标光阑；7、准直镜组；71、平面反射镜；72、离轴抛物面反射镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种激光红外复合目标模拟器光学系统，如图1所示，包括激光器1、黑体2、激光匀光镜组3、红外中继镜4、合束镜5、目标光阑6和准直镜组7，激光匀光镜组3放置在激光器1信号输出端，红外中继镜4放置在黑体2放射输出端，合束镜5放置在激光匀光镜组3和红外中继镜4的输出汇集处，合束镜5输出端外放置目标光阑6，准直镜组7放置在目标光阑6输出端处。

结合图1、图2，激光器1的光谱范围可选用1.06μm、1.57μm，激光器1发出的脉冲激光照射到激光匀光镜组3内，激光匀光镜组3包括激光准直镜31、透镜阵列32、衰减片33、会聚透镜34、直角反射镜35、全息扩散片36和激光中继镜37，激光准直镜31放置在激光器1输出端外，激光准直镜31是一个焦距为40mm、口径25mm的双胶合透镜，它将数值孔径为0.14的脉冲激光准直，准直后光斑直径D

结合图1、图3，黑体2可发射出红外辐射，黑体2的红外辐射照射到红外中继镜4上，红外中继镜4采用一片焦距为25mm、口径为25mm的非球面锗透镜，红外中继镜4垂轴放大率为-1，物方数值孔径NA为0.25，会聚后的光束孔径角约为29°。合束镜5的基底材料选用硒化锌或硫化锌单晶，合束镜5的正反两面均镀膜，以满足波长1.06μm的光线反射、波长1.57μm的光线反射、3～12μm波段的光线透射，合束镜5将激光和红外辐射叠加照射到目标光阑6上。

结合图1、图5，目标光阑6位于准直镜组1的焦面位置，形状可为圆孔、三角形、正方形等，用于模拟不同类型的目标。准直镜组7包括平面反射镜71和离轴抛物面反射镜72，平面反射镜71放置在目标光阑6输出端，离轴抛物面反射镜72放置在平面反射镜71输出端，平面反射镜71和离轴抛物面反射镜72的反射面上均镀有金膜，其中离轴抛物面反射镜72的离轴角θ＝20°，以满足1.06μm～12μm波段的光线反射，离轴抛物面反射镜72焦距f＝335mm，口径D＝150mm，离轴角θ＝20°，可使离轴抛物面反射镜72输出平行激光。激光及红外辐射穿过目标光阑6经准直镜组7准直，输出平行光，从而模拟出共孔径的激光/红外目标辐射。

综上所述，本发明通过激光/红外复合目标模拟器光学系统将激光/红外复合，以模拟目标散射的激光和目标自身的红外辐射，其具备模拟目标的激光散射功率变化的能力，以及模拟不同大小、形状、红外辐射强度目标的功能，并加装可旋转角度的转台，与转台配合还可以模拟目标的运动方向、速度和加速度等特性，可用于激光/红外复合目标模拟器设备研制，实现激光/红外双模导引头的半实物仿真测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。