[發明專利]一種用于光機結構變形補償的激光發射校正系統及方法

有效

• 申請號: 201911381705.1
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111142574B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 李子龍;張健;吳宗慧;洪源;程鑫
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一七研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;F41A33/02
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 謝洋

本發明涉及一種用于光機結構變形補償的激光發射校正系統及方法，該系統包括：激光特性監測單元、光路單元、激光器和控制系統；光路單元包括分光鏡單元和激光調整單元；激光器發射的激光經過分光鏡單元后一部分發射出去，另一部分進入激光特性監測單元，激光特性監測單元實時確定激光的光斑質心位置和光斑大小；控制系統將激光的光斑質心位置和光斑大小與初始設定值作比較，通過激光調整單元實時調整激光的光軸和位置。針對光機結構變形引起的激光發射系統匯聚特性性能下降的問題，通過實時檢測發射激光的狀態，從束散角和光軸兩個方面進行補償，有效提高高能激光在打擊目標時的到靶功率，減小溫度、外部振動等因素對激光聚焦特性的影響。

技術領域

本發明涉及光束控制領域，尤其涉及一種用于光機結構變形補償的激光發射校正系統及方法。

背景技術

激光武器的毀傷效能受到激光能量和遠場光斑特性等因素的影響，在激光器光源質量一定時，遠場光斑特性主要與光學發射系統的匯聚特性有關，具體表現為光斑直徑和光斑光軸位置。由于激光武器的光學發射系統光路較為復雜，光機本結構容易受到溫度、振動、應力釋放等因素的影響，而造成激光光軸和視頻跟蹤光軸偏差，另一方面由于激光器與發射系統之間相對位置的變化，使得焦點位置發生變化，從而造成遠場光斑直徑發生變化。

光軸的偏差使得實際作戰過程中，激光光斑并不能落在設定的攻擊位置，而匯聚特性發生變化則使得光斑直徑發生變化，造成功率密度下降。為了保證激光武器的實際效能，光機結構變化必須通過一定的校正系統來予以補償。而目前的技術方案中，對于光軸變化的檢測較為普遍，但缺乏對于光機結構帶來的匯聚特性變化的補償。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種用于光機結構變形補償的激光發射校正系統及方法，解決現有技術中缺乏對于光機結構帶來的匯聚特性變化的補償的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于光機結構變形補償的激光發射校正系統，包括：激光特性監測單元1、光路單元、激光器7和控制系統9；

所述光路單元包括分光鏡單元3和激光調整單元；

所述激光器7發射的激光經過所述分光鏡單元3后一部分發射出去，另一部分進入所述激光特性監測單元1，所述激光特性監測單元1實時確定所述激光的光斑質心位置和光斑大小；

所述控制系統9將所述激光的光斑質心位置和光斑大小與初始設定值作比較，通過所述激光調整單元實時調整所述激光的光軸和位置。

一種基于上述用于光機結構變形補償的激光發射校正系統的校正方法，包括：步驟1，對目標視頻進行成像，利用目標跟蹤算法提取目標位置；

步驟2，所述激光特性監測單元1計算透過所述分光鏡單元3進入的所述激光的光斑質心位置和光斑大小；

步驟3，所述控制系統9將所述激光的光斑質心位置和光斑大小與初始設定值作比較，計算是否有偏差；

步驟4，所述控制系統9發送控制指令給所述激光調整單元實時調整所述激光的光軸方向和位置。

本發明的有益效果是：針對光機結構變形引起的激光發射系統匯聚特性性能下降的問題，通過實時檢測發射激光的狀態，從束散角和光軸兩個方面進行補償，有效提高高能激光在打擊目標時的到靶功率，減小溫度、外部振動等因素對激光聚焦特性的影響。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述分光鏡單元3設置于目標進入跟蹤視頻傳感器2進行成像的光路上，所述分光鏡單元3的正面面向外部的所述目標和入射激光設置，反面面向所述激光特性監測單元1和跟蹤視頻傳感器2設置。

進一步，所述分光鏡單元3的正面鍍有與所述激光的波段對應的高反射率膜和與成像光的波段對應的高透射率膜。