[go: up one dir, main page]

RU2648017C1 - Device for monitoring a rangefinding laser - Google Patents

Device for monitoring a rangefinding laser Download PDF

Info

Publication number
RU2648017C1
RU2648017C1 RU2016151692A RU2016151692A RU2648017C1 RU 2648017 C1 RU2648017 C1 RU 2648017C1 RU 2016151692 A RU2016151692 A RU 2016151692A RU 2016151692 A RU2016151692 A RU 2016151692A RU 2648017 C1 RU2648017 C1 RU 2648017C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
input
fiber
output
optical fiber
Prior art date
Application number
RU2016151692A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Федченко
Сергей Иванович Щеглов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2016151692A priority Critical patent/RU2648017C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2648017C1 publication Critical patent/RU2648017C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

FIELD: instrument engineering.
SUBSTANCE: invention relates to optical instrument engineering and can be used in multi-channel devices designed for monitoring sighting observational systems. A device for monitoring a rangefinding laser, comprising input and output optical systems, interconnected with a fiber-optic delay line made in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are located in the focal planes of the input and output optical systems respectively, wherein the input collating and output collimating optical systems are formed by one optical system facing the concave surface to the end of the optical fiber, the optical element is formed with a concave reflecting working surface in the focal plane of which a first end of the optical fiber is located, which is both the input and output of the fiber optic delay line, wherein a second end of the optical fiber is connected to the reflector assembly of the optical signal. In addition, an antireflective and / or protective coating can be applied to the concave working surface of the optical element, the non-working surfaces of the optical element can be made matted, and in turn the coating of the optical element can be performed with an absorption index of a layer 1 mm thick from 0.04 to 2 for radiation with a working wavelength of a controlled rangefinding laser. In addition, the optical signal reflector assembly may be in the form of a fiber optic splitter, the common branch of which is optically coupled to the second end of the optical fiber forming a delay line, the branches are connected by an optical attenuator, and the optical attenuator can be made adjustable by the attenuation coefficient of the radiation of the controlled rangefinding laser.
EFFECT: technical result is the compactness of the rangefinding laser control device and its non-settability under temperature and vibration effects.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в многоканальных устройствах, предназначенных для контроля прицельно-наблюдательных систем, содержащих лазерный дальномер.The invention relates to optical instrumentation and can be used in multichannel devices designed to control sighting and observation systems containing a laser rangefinder.

Известно устройство для контроля лазерного дальномера, установленного в изделии с телевизионным каналом наблюдения, описанное в свидетельстве на полезную модель РФ №40680, МПК G01S 17/10, G02B 23/00, G01C 3/00, опубл. 20.09.2004 г. Устройство содержит волоконно-оптическую линию задержки с входным и выходным торцами, входную оптическую систему с зеркальным объективом, выполненным в виде сферического зеркала, и выходную оптическую систему с выходным зеркальным объективом, выполненным в виде сферического зеркала с центральным отверстием, и плоского зеркала. Во входную оптическую систему введена апертурная диафрагма, блок ослабления излучения, блок переменного отклонения излучения, входной зеркальный объектив, первая полевая диафрагма, рассеиватель излучения, первый осветитель, фотоприемник. В выходную оптическую систему введены вторая полевая диафрагма и второй осветитель, размещенный с возможностью освещения второй полевой диафрагмы, расположенные перед выходным зеркальным объективом, при этом выходной торец волоконно-оптической линии задержки расположен в фокальной плоскости выходного зеркального объектива. Данная оптическая система конструктивно сложна, недостаточно технологична, так как содержит сферическое зеркало с отверстием, и не может использоваться для контроля лазерного дальномера с концентричным расположением передающего и приемного каналов.A device for monitoring a laser range finder installed in an article with a television surveillance channel is described in the utility model certificate of the Russian Federation No. 40680, IPC G01S 17/10, G02B 23/00, G01C 3/00, publ. September 20, 2004. The device includes a fiber optic delay line with input and output ends, an input optical system with a mirror lens made in the form of a spherical mirror, and an output optical system with an output mirror lens made in the form of a spherical mirror with a central hole, and flat mirrors. An aperture diaphragm, a radiation attenuation unit, a variable radiation deviation unit, an input mirror lens, a first field diaphragm, a radiation diffuser, a first illuminator, and a photodetector are introduced into the input optical system. A second field diaphragm and a second illuminator arranged to illuminate the second field diaphragm located in front of the output mirror lens are introduced into the output optical system, and the output end of the fiber-optic delay line is located in the focal plane of the output mirror lens. This optical system is structurally complex, not technologically advanced, as it contains a spherical mirror with a hole, and cannot be used to control a laser rangefinder with a concentric arrangement of the transmitting and receiving channels.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является устройство для контроля лазерного дальномера, описанное, в патенте РФ №2548379; МПК G01M 11/02; G01С 3/08, опубл. 20.04.2015 г., содержащее входную и выходную оптические системы, связанные между собой волоконно-оптической линией задержки, выполненной в виде единого или составного оптического волокна, входной и выходной торцы которого расположены в фокальных плоскостях входной и выходной оптических систем соответственно, причем входная собирающая и выходная коллимирующая оптические системы образованы оптическими поверхностями двух соосных менисков, обращенных вогнутостью к контролируемому дальномеру и имеющих зеркальные покрытия на выпуклых поверхностях, причем зеркальная поверхность одного из менисков выполнена кольцевой.The closest analogue of the invention is a device for monitoring a laser rangefinder, described in RF patent No. 2548379; IPC G01M 11/02; G01C 3/08, publ. 04/20/2015, containing the input and output optical systems, interconnected by a fiber-optic delay line, made in the form of a single or composite optical fiber, the input and output ends of which are located in the focal planes of the input and output optical systems, respectively, and the input collecting and the output collimating optical systems are formed by the optical surfaces of two coaxial menisci facing concavity to a controlled range finder and having mirror coatings on convex over ness, and the mirror surface of one of the menisci is made circular.

Общий недостаток вариантов конструкции, описанных в указанном патенте, состоит в том, что входная и выходная оптические системы образованы различными оптическими поверхностями, принадлежащими различным оптическим элементам. Обеспечить требуемую стабильность взаимного расположения и даже формы оптических поверхностей в подобной конструкции и в условиях реальных температурных и вибрационных воздействий крайне сложно. Несоблюдение связанных с этим жестких геометрических допусков приводит к непараллельности входного светового пучка от лазерного дальномера и выходного светового пучка, возвращаемого в лазерный дальномер устройством контроля лазерного дальномера. При этом энергия импульса, принимаемого фотоприемным устройством лазерного дальномера, может уменьшиться до уровня ниже порогового, и результат контроля может быть отрицательным, даже если лазерный дальномер исправен.A common drawback of the design options described in this patent is that the input and output optical systems are formed by different optical surfaces belonging to different optical elements. It is extremely difficult to provide the required stability of the relative position and even the shape of the optical surfaces in such a design and under conditions of real temperature and vibration effects. Failure to comply with the tight geometric tolerances associated with this leads to a lack of parallelism between the input light beam from the laser rangefinder and the output light beam returned to the laser rangefinder by the laser rangefinder control device. In this case, the energy of the pulse received by the photodetector of the laser range finder may decrease to a level below the threshold, and the control result may be negative, even if the laser range finder is operational.

Задачей данного изобретения является создание компактного устройства для контроля лазерного дальномера, позволяющего добиться технического результата, заключающегося в устойчивости к вибрационным и температурным воздействиям.The objective of the invention is to provide a compact device for monitoring a laser rangefinder, which allows to achieve a technical result, which consists in resistance to vibration and temperature influences.

Это достигается тем, что в устройстве для контроля лазерного дальномера, содержащем входную и выходную оптические системы, связанные между собой волоконно-оптической линией задержки, выполненной в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которой расположены в фокальных плоскостях входной и выходной оптических систем соответственно, причем входная собирающая и выходная коллимирующая оптические системы образованы оптической системой, обращенной вогнутой поверхностью к торцу оптического волокна, кроме того входной и выходной торцы волоконно-оптической линии задержки расположены на одной оптической оси в фокальных плоскостях входной собирающей и выходной коллимирующей оптических систем соответственно, в отличие от известного, входная собирающая и выходная коллимирующая оптические системы выполнены в виде одного оптического элемента, с вогнутой отражающей рабочей поверхностью, в фокальной плоскости которого расположен первый торец оптического волокна, являющегося как входом, так и выходом волоконно-оптической линии задержки, при этом у второго торца оптического волокна обеспечена возможность отражения оптического сигнала или второй торец связан с узлом отражателя оптического сигнала.This is achieved by the fact that in the device for monitoring the laser range finder, containing the input and output optical systems, interconnected by a fiber-optic delay line, made in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are located in the focal planes of the input and output optical systems, respectively, moreover, the input collecting and output collimating optical systems are formed by an optical system facing a concave surface to the end of the optical fiber, in addition, the input and output the ends of the fiber-optic delay line are located on the same optical axis in the focal planes of the input collecting and output collimating optical systems, respectively, in contrast to the known, the input collecting and output collimating optical systems are made in the form of a single optical element, with a concave reflective working surface, in the focal the plane of which the first end of the optical fiber is located, which is both the input and output of the fiber-optic delay line, while at the second end fiber is provided with the ability to reflect the optical signal or the second end is connected to the reflector node of the optical signal.

Кроме того, на вогнутую рабочую поверхность оптического элемента может быть нанесено просветляющее и/или защитное покрытие, неработающие поверхности оптического элемента могут быть выполнены матированными, а в свою очередь, покрытие оптического элемента может быть выполнено с показателем поглощения слоя толщиной 1 мм от 0,04 до 2 для излучения с рабочей длиной волны контролируемого лазерного дальномера.In addition, an antireflective and / or protective coating can be applied to the concave working surface of the optical element, non-working surfaces of the optical element can be matted, and in turn, the coating of the optical element can be made with an absorption coefficient of a layer 1 mm thick from 0.04 up to 2 for radiation with a working wavelength of a controlled laser range finder.

Кроме того, узел отражателя оптического сигнала может быть выполнен в виде волоконно-оптического разветвителя, общая ветвь которого оптически связана со вторым торцом оптического волокна, образующего линию задержки, ответвления соединены оптическим аттенюатором, а оптический аттенюатор может быть выполнен регулируемым по коэффициенту ослабления излучения контролируемого лазерного дальномера.In addition, the reflector assembly of the optical signal can be made in the form of a fiber optic splitter, the common branch of which is optically connected to the second end of the optical fiber that forms the delay line, the branches are connected by an optical attenuator, and the optical attenuator can be made adjustable by the attenuation coefficient of the radiation of a controlled laser range finder.

Сущность изобретения поясняется графически на фигуре. Устройство контроля лазерного дальномера состоит из оптического элемента 1 с вогнутой отражающей рабочей поверхностью, который выполнен из материала с большим коэффициентом поглощения излучения контролируемого лазерного дальномера, причем покрытие рабочей поверхности оптического элемента 1 обеспечивает требуемый коэффициент отражения в пределах от 0.1% до 10%. Оптический элемент 1 обращен вогнутостью к волоконно-оптической линии задержки, выполненной из оптического волокна 2. Входная собирающая и выходная коллимирующая оптические системы образованы одной оптической системой, а именно оптическим элементом 1, обращенным вогнутой поверхностью к первому торцу 3 оптического волокна 2, кроме того входной и выходной торцы оптического волокна 2 расположены на одной оптической оси в фокальной плоскости оптического элемента 1. Первый торец 3 оптического волокна 2 совмещен с фокальной плоскостью оптического элемента 1. Оптическое волокно 2, как правило, имеет значительную длину, например 1000 метров, поэтому оно уложено на каркас 4. Второй торец оптического волокна 5 обычно «оконцовывается» оптоволоконным соединителем 6, позволяющим удлинить оптическое волокно 2 или организовать его оптическую связь с другим оптоволоконным узлом или с контрольным устройством, позволяющим проверить отсутствие повреждений оптического волокна 2. Второй торец 5 оптического волокна 2 связан с узлом отражателя оптического сигнала, состоящего из соединителя 6, состыкованного с общей ветвью оптоволоконного разветвителя 7, позволяющего разделить энергию светового импульса, поступающего в оптическое волокно 2, и направить ее по двум направлениям 8 и 9 в оптоволоконный аттенюатор - поглотитель 10, коэффициент поглощения которого может регулироваться.The invention is illustrated graphically in the figure. The control device of the laser range finder consists of an optical element 1 with a concave reflective working surface, which is made of a material with a high absorption coefficient of radiation of the controlled laser range finder, and the coating of the working surface of the optical element 1 provides the required reflection coefficient in the range from 0.1% to 10%. The optical element 1 is turned by a concavity to the fiber-optic delay line made of optical fiber 2. The input collecting and output collimating optical systems are formed by a single optical system, namely, optical element 1, facing a concave surface to the first end 3 of optical fiber 2, in addition to the input and the output ends of the optical fiber 2 are located on the same optical axis in the focal plane of the optical element 1. The first end 3 of the optical fiber 2 is aligned with the focal plane of the optical of the first element 1. Optical fiber 2, as a rule, has a considerable length, for example, 1000 meters, therefore it is laid on the frame 4. The second end of the optical fiber 5 is usually “terminated” by the fiber optic connector 6, which allows extending the optical fiber 2 or organizing its optical connection with another optical fiber node or with a control device that allows you to check for damage to the optical fiber 2. The second end 5 of the optical fiber 2 is connected to the node of the reflector of the optical signal, consisting of a connector 6, comp Forged with a common branch of a fiber optic splitter 7, which allows you to separate the energy of the light pulse entering the optical fiber 2, and direct it in two directions 8 and 9 into the fiber optic attenuator - absorber 10, the absorption coefficient of which can be regulated.

Устройство для контроля лазерного дальномера работает следующим образом. Световой импульс излучателя контролируемого лазерного дальномера, ограниченный световым диаметром А, направляют на рабочую вогнутую оптическую поверхность элемента 1. За счет малого коэффициента отражения оптической поверхности элемента 1 только небольшая часть энергии светового импульса отражается и фокусируется на первом торце 3 оптического волокна 2. Основная доля энергии входит в «тело» оптического элемента 1, где поглощается за счет большого коэффициента поглощения материала, из которого изготовлен оптический элемент 1, а также рассеивается его матированными нерабочими поверхностями. Таким образом, оптический элемент 1 обеспечивает как формирование волнового фронта, так и требуемое поглощение избыточной энергии импульса контролируемого дальномера, для чего обычно используются отдельные элементы в виде фильтров или рассеивателей излучения.A device for monitoring a laser rangefinder operates as follows. The light pulse of the emitter of the controlled laser range finder, limited by the light diameter A, is directed to the working concave optical surface of element 1. Due to the small reflection coefficient of the optical surface of element 1, only a small part of the energy of the light pulse is reflected and focused on the first end 3 of the optical fiber 2. The main share of energy enters the "body" of the optical element 1, where it is absorbed due to the large absorption coefficient of the material from which the optical element 1 is made, as well as p sseivaetsya his matted non-working surfaces. Thus, the optical element 1 provides both the formation of the wavefront and the required absorption of excess pulse energy of a controlled range finder, for which individual elements are usually used in the form of filters or radiation scatterers.

Если предварительная ориентация лазерного дальномера и устройства контроля лазерного дальномера была правильной, для чего используют, например, прицельно-наблюдательный канал дальномера, отраженное и ослабленное оптическим элементом 1 излучение лазерного дальномера фокусируется на торце 3 оптического волокна 2 и распространяется по нему по виткам, уложенным вокруг каркаса 4 ко второму торцу 5 оптического волокна 2, который обеспечивает возможность отражения оптического сигнала, или второй торец 5 связан с узлом отражателя оптического сигнала, выполненным в виде соединителя 6, входящего в разветвитель 7, и через ветви 8 и 9 разветвителя 7 встречными потоками проходит аттенюатор 10, где ослабляется до регулируемого уровня и, пройдя через ветви 8 и 9 объединяется разветвителем 7, распространяется в обратном направлении через соединитель 6 через второй торец 5 по оптическому волокну 2 до его первого торца 3, который, таким образом, является как входом, так и выходом оптической линии задержки с регулируемым поглощением, состоящей из перечисленных элементов 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Задержка оптического сигнала, возвращенного из первого торца 3, по отношению к сигналу, вошедшему в него, составляет величинуIf the preliminary orientation of the laser rangefinder and the laser rangefinder monitoring device was correct, for example, using the sighting and observation channel of the rangefinder, the radiation of the laser rangefinder reflected and attenuated by the optical element 1 is focused on the end face 3 of the optical fiber 2 and spreads along it along the coils laid around frame 4 to the second end 5 of the optical fiber 2, which allows the reflection of the optical signal, or the second end 5 is connected to the reflector node of the optical the ignal, made in the form of a connector 6, which is included in the splitter 7, and through the branches 8 and 9 of the splitter 7, the attenuator 10 passes in opposite streams, where it attenuates to an adjustable level and, passing through the branches 8 and 9 is combined by the splitter 7, propagates in the opposite direction through the connector 6 through the second end 5 along the optical fiber 2 to its first end 3, which, thus, is both the input and output of the optical delay line with adjustable absorption, consisting of the above elements 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Delay about cal signal is returned from the first end 3, with respect to the signal included in it is of the

t=2 Ln/c,t = 2 Ln / c,

где: L - суммарная длина оптического волокна в линии задержки, включая волоконные выводы разветвителя;where: L is the total length of the optical fiber in the delay line, including the fiber leads of the splitter;

n - показатель преломления сердечника оптического волокна;n is the refractive index of the core of the optical fiber;

с - скорость света.c is the speed of light.

Возвращенное из первого торца 3 излучение коллимируется оптическим элементом 1 и в пределах светового диаметра Б направляется в приемный канал лазерного дальномера, где в норме воспринимается как импульс, отраженный от реальной цели, удаленной на расстояние Д=ct/2.The radiation returned from the first end face 3 is collimated by the optical element 1 and, within the light diameter B, is sent to the receiving channel of the laser rangefinder, where it is normally perceived as a pulse reflected from a real target remote at a distance of D = ct / 2.

Коэффициент 2 в выражении для t соответствует двойному, то есть прямому и обратному проходу сигнала через элементы линии задержки, хотя подбором характеристик поглощающих элементов системы можно обеспечить работу устройства с большей кратностью прохода, что может быть полезно, например, для дополнительной оценки мощности излучателя дальномера по количеству получаемых при этом различных, но кратных друг другу паспортизованных отсчетов дальности, указывающих на исправность контролируемого дальномера.The coefficient 2 in the expression for t corresponds to a double, i.e., direct and reverse pass of the signal through the elements of the delay line, although the selection of the characteristics of the absorbing elements of the system can ensure the operation of the device with a higher pass ratio, which can be useful, for example, for an additional estimate of the power of the range finder emitter by the number of different, but multiple passported range readings obtained in this case, indicating the serviceability of the controlled range finder.

Важно отметить, что энергия светового импульса, направленного на первый торец 3 оптическим элементом 1 и возвращенного через первый торец 3 оптического волокна 2, распространяется, в общем случае, в пределах конусов с различным углом при вершине, чем определяется соотношение световых диаметров А и Б. Световой диаметр А определяется световым диаметром излучающего канала дальномера, и оптический элемент 1 в норме по диаметру не должен быть меньше. Но для работоспособности предлагаемого устройства необходимо также обеспечить соответствие диаметра Б и светового диаметра Дпр приемного канала дальномера, который обычно значительно превосходит диаметр А. Это выполняется при условииIt is important to note that the energy of the light pulse directed to the first end 3 of the optical element 1 and returned through the first end 3 of the optical fiber 2 is distributed, in the General case, within the cones with different angles at the apex, which determines the ratio of light diameters A and B. The light diameter A is determined by the light diameter of the emitting channel of the range finder, and the optical element 1 normally should not be smaller in diameter. But for the operability of the proposed device, it is also necessary to ensure the correspondence of the diameter B and the light diameter D pr of the receiving channel of the range finder, which usually significantly exceeds the diameter A. This is subject to

Б=Дпр=2αf',B = D pr = 2αf ',

где α - числовая апертура примененного оптического волокна, a f' - фокусное расстояние оптического элемента 1.where α is the numerical aperture of the applied optical fiber, and f 'is the focal length of the optical element 1.

В рассматриваемом случае излучение, разделенное разветвителем 7, вновь объединяется им после ослабления аттенюатором 10 и возвращается через линию задержки к фокальной плоскости оптического элемента 1, где расширяется в пределах апертурного угла, определяемого свойствами примененного оптического волокна 2 и равного, например, типичной величине 0,2. При этом увеличивается световой диаметр, в пределах которого энергия светового импульса возвращается на оптический элемент 1. Далее возвращенное излучение коллимируется оптической рабочей поверхностью элемента 1 и в пределах светового диаметра, расширенного до величины Б, направляется в контролируемый дальномер с задержкой, созданной элементами оптоволоконной системы. При нормальной работе контролируемого лазерного дальномера им должна индицироваться дальность, соответствующая задержке импульса, внесенной оптическими волоконными элементами устройства. При этом констатируется исправность контролируемого лазерного дальномера с учетом того, что настройкой аттенюатора 10 установлена определенная пороговая мощность возвращаемого сигнала, необходимая для того, чтобы исправный лазерный дальномер сработал и показал дальность, имитированную устройством контроля лазерного дальномера.In the case under consideration, the radiation separated by the splitter 7 is again combined after attenuator 10 attenuation and returns through the delay line to the focal plane of the optical element 1, where it expands within the aperture angle determined by the properties of the applied optical fiber 2 and equal, for example, to a typical value of 0, 2. In this case, the light diameter increases, within which the energy of the light pulse is returned to the optical element 1. Next, the returned radiation is collimated by the optical working surface of the element 1 and, within the light diameter expanded to a value of B, is sent to a controlled range finder with a delay created by the elements of the optical fiber system. During normal operation of the controlled laser range finder, it should indicate the range corresponding to the pulse delay introduced by the optical fiber elements of the device. In this case, the serviceability of the controlled laser range finder is ascertained, taking into account the fact that the attenuator 10 sets a certain threshold power of the return signal, which is necessary for the serviceable laser range finder to work and show the range simulated by the laser range finder control device.

Существует реальная опасность лучевого повреждения первого торца 3 оптического волокна 2, поскольку практически плотность мощности излучения на нем вполне может оказаться выше повреждающего уровня, а нарушение нормальной работы и даже повреждение контролируемого лазерного дальномера может быть вызвано импульсом излучения, отраженного от конструктивных элементов устройства контроля лазерного дальномера. Конструктивными мерами для предупреждения этого могут быть:There is a real danger of radiation damage to the first end 3 of the optical fiber 2, since practically the radiation power density on it can well turn out to be higher than the damaging level, and disruption of normal operation and even damage to the controlled laser range finder can be caused by a radiation pulse reflected from the structural elements of the laser range finder control device . Constructive measures to prevent this may include:

- исключение обычно используемого в таких случаях зеркального покрытия оптического элемента 1 и замена его просветляющим и/или защитным покрытием;- the exception is usually used in such cases, the mirror coating of the optical element 1 and replacing it with an antireflective and / or protective coating;

- выполнение оптического элемента 1 из материала с большим показателем поглощения для излучения с длиной волны, равной рабочей длине волны контролируемого дальномера.- the implementation of the optical element 1 from a material with a large absorption coefficient for radiation with a wavelength equal to the working wavelength of the controlled range finder.

В результате этого необходимое соотношение между мощностью импульса контролируемого лазерного дальномера и задержанного импульса, возвращаемого в дальномер, например, семь-восемь десятичных порядков, практически может быть реализовано в описанной системе даже без применения дополнительных поглощающих светофильтров, создающих опасность мощной обратной засветки контролируемого дальномера. В нашем случае оптический элемент 1 работает как зеркало с нетипичным коэффициентом отражения, например, несколько десятых долей процента, направляя достаточную часть излучения в оптическое волокно и не создавая опасности его лучевого повреждения, а избыточное входное излучение эффективно поглощается в «теле» оптического элемента 1 за счет значительного показателя поглощения его материала и рассеяния излучения матированными нерабочими поверхностями оптического элемента 1. Аналогичным образом указанный оптический элемент 1 действует и при коллимировании излучения, возвращенного из оптического волокна, создающего необходимую задержку сигнала.As a result of this, the necessary ratio between the pulse power of the controlled laser range finder and the delayed pulse returned to the range finder, for example, seven to eight decimal orders, can practically be realized in the described system even without the use of additional absorbing light filters, which create the danger of powerful backlighting of the controlled range finder. In our case, the optical element 1 acts as a mirror with an atypical reflection coefficient, for example, several tenths of a percent, directing a sufficient part of the radiation into the optical fiber and not creating the risk of radiation damage, and the excess input radiation is effectively absorbed in the “body” of the optical element 1 for due to a significant indicator of the absorption of its material and the scattering of radiation by the frosted non-working surfaces of the optical element 1. Similarly, the specified optical element 1 and when collimating the radiation returned from the optical fiber, creating the necessary signal delay.

Очевидно, что, в отличие от вышеописанных аналогов, входная и выходная оптические системы, реализованные одним и тем же оптическим элементом, улучшают компактность всего устройства, а угловое рассогласование между направлением распространения входного светового потока, концентрируемого оптическим элементом на торце оптического волокна, и потока, вышедшего из того же торца и сколлимированного тем же элементом в сторону лазерного дальномера, в описанной компактной оптической системе практически исключено даже при воздействии вибрации и температурных изменений, что является важным техническим результатом предлагаемого решения.It is obvious that, in contrast to the analogs described above, the input and output optical systems implemented by the same optical element improve the compactness of the entire device, and the angular mismatch between the propagation direction of the input light flux concentrated by the optical element at the end of the optical fiber and the flux emerging from the same end and collimated by the same element towards the laser rangefinder, in the described compact optical system it is practically excluded even when exposed to vibration and temperature changes, which is an important technical result of the proposed solution.

Claims (6)

1. Устройство для контроля лазерного дальномера, содержащее входную и выходную оптические системы, связанные между собой волоконно-оптической линией задержки, выполненной в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которой расположены в фокальных плоскостях входной и выходной оптических систем соответственно, причем входная собирающая и выходная коллимирующая оптические системы образованы оптической системой, обращенной вогнутой поверхностью к торцу оптического волокна, кроме того, входной и выходной торцы оптического волокна расположены на одной оптической оси в фокальных плоскостях входной собирающей и выходной коллимирующей оптических систем, отличающееся тем, что входная собирающая и выходная коллимирующая оптические системы выполнены в виде одного оптического элемента с вогнутой отражающей рабочей поверхностью, в фокальной плоскости которого расположен первый торец оптического волокна, являющегося как входом, так и выходом волоконно-оптической линии задержки, при этом у второго торца оптического волокна обеспечена возможность отражения оптического сигнала или второй торец связан с узлом отражателя оптического сигнала.1. A device for monitoring a laser rangefinder, containing the input and output optical systems interconnected by a fiber-optic delay line made in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are located in the focal planes of the input and output optical systems, respectively, the input collecting and the output collimating optical systems are formed by an optical system facing a concave surface to the end of the optical fiber, in addition, the input and output ends of the optical fiber the knobs are located on the same optical axis in the focal planes of the input collecting and output collimating optical systems, characterized in that the input collecting and output collimating optical systems are made in the form of one optical element with a concave reflective working surface, in the focal plane of which the first end of the optical fiber is located, which is both the input and output of the fiber-optic delay line, while at the second end of the optical fiber it is possible to reflect optical signal or the second end is connected to the reflector node of the optical signal. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на вогнутую рабочую отражающую поверхность оптического элемента нанесено просветляющее и/или защитное покрытие, а нерабочие поверхности оптического элемента выполнены матированными.2. The device according to claim 1, characterized in that an antireflective and / or protective coating is applied to the concave working reflective surface of the optical element, and the non-working surfaces of the optical element are frosted. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что покрытие рабочей поверхности оптического элемента выполнено обеспечивающим коэффициент отражения в пределах от 0,1% до 10%.3. The device according to p. 2, characterized in that the coating of the working surface of the optical element is made providing a reflection coefficient in the range from 0.1% to 10%. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, оптический элемент выполнен из материала с показателем поглощения слоя материала толщиной 1 мм в пределах от 0,04 до 2 для излучения с рабочей длиной волны контролируемого лазерного дальномера.4. The device according to claim 2, characterized in that the optical element is made of a material with an absorption coefficient of a material layer of 1 mm thickness ranging from 0.04 to 2 for radiation with a working wavelength of a controlled laser range finder. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отражатель оптического сигнала выполнен в виде волоконно-оптического разветвителя, общая ветвь которого оптически связана со вторым торцом оптического волокна, образующего линию задержки, а ответвления соединены оптическим аттенюатором.5. The device according to claim 1, characterized in that the reflector of the optical signal is made in the form of a fiber optic splitter, the common branch of which is optically connected to the second end of the optical fiber that forms the delay line, and the branches are connected by an optical attenuator. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оптический аттенюатор выполнен регулируемым по коэффициенту ослабления излучения контролируемого лазерного дальномера.6. The device according to p. 5, characterized in that the optical attenuator is made adjustable by the attenuation coefficient of the radiation of the controlled laser rangefinder.
RU2016151692A 2016-12-28 2016-12-28 Device for monitoring a rangefinding laser RU2648017C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151692A RU2648017C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Device for monitoring a rangefinding laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151692A RU2648017C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Device for monitoring a rangefinding laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2648017C1 true RU2648017C1 (en) 2018-03-21

Family

ID=61707859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016151692A RU2648017C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Device for monitoring a rangefinding laser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2648017C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2222792C2 (en) * 2001-05-28 2004-01-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Device testing laser range finder
RU2246710C1 (en) * 2002-08-09 2005-02-20 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Laser ranger monitoring device
US8368876B1 (en) * 2008-10-17 2013-02-05 Odyssey Space Research, L.L.C. Calibration system and method for imaging flash LIDAR systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2222792C2 (en) * 2001-05-28 2004-01-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Device testing laser range finder
RU2246710C1 (en) * 2002-08-09 2005-02-20 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Laser ranger monitoring device
US8368876B1 (en) * 2008-10-17 2013-02-05 Odyssey Space Research, L.L.C. Calibration system and method for imaging flash LIDAR systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5517297A (en) Rangefinder with transmitter, receiver, and viewfinder on a single common optical axis
EP1311882B1 (en) Optical fiber system
US11460687B2 (en) Erecting system and binocular telescope for laser ranging
US10732287B2 (en) LIDAR based on MEMS
CN110058419B (en) An erecting system and binocular laser ranging telescope
US9500870B2 (en) Beam splitting system for laser ranging
JP2009516215A (en) Transceiver consisting of a single aperture, multiple optical waveguide
CN105300348B (en) A kind of laser ranging system
CN106680917B (en) Composite prism for multifunctional telescope and binocular telescope optical system thereof
US9746548B2 (en) Wide field of view multibeam optical apparatus
TWI400429B (en) Optical system for monocular laser rangefinder
CN105393472B (en) The method and apparatus that optics energy is extracted from light beam
RU2648017C1 (en) Device for monitoring a rangefinding laser
CN111694144A (en) Binocular laser coaxial range finding telescope
RU2572463C1 (en) Optical laser range-finder sight
RU102815U1 (en) LASER DISTANCE SIMULATOR
RU2554599C1 (en) Angle measurement device
US2453697A (en) Gun sight having a plurality of illuminated reticles
CN104849718A (en) Laser range finder
CN111856767A (en) Range finder and display lens assembly device thereof
RU2638095C1 (en) Monostastic optical transceiver
US8276283B1 (en) Reticle etched within optical lens
CN117441115A (en) Composite prism with right angle formed by two reflecting surfaces and laser ranging telescope thereof
RU2548379C1 (en) Device for controlling laser range-finder
WO2019002885A1 (en) Apparatus for monitoring the output of an optical system

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20190227