CN107328307A - 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** - Google Patents
一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN107328307A CN107328307A CN201710651776.3A CN201710651776A CN107328307A CN 107328307 A CN107328307 A CN 107328307A CN 201710651776 A CN201710651776 A CN 201710651776A CN 107328307 A CN107328307 A CN 107328307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mirror
- laser
- long
- optical fiber
- light beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H11/00—Defence installations; Defence devices
- F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H13/00—Means of attack or defence not otherwise provided for
- F41H13/0043—Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target
- F41H13/005—Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target the high-energy beam being a laser beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,属于远程拦截***技术领域。解决现有技术中的激光武器***造价高,效费比高;设备体量大,机动灵活性较差,应急处突能力不足;万瓦级激光器连续出光时间较短,且出光间歇期长,无法应对“低慢小”飞行器目标的“机海战术”的问题;本发明包括光纤激光器,对光纤激光器发出的激光合束的合束单元,对合束单元发出的激光束在远场目标上聚焦的聚焦单元。本发明用于“低慢小”飞行器目标摧毁拦截。
Description
技术领域
一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,用于“低慢小”飞行器目标摧毁拦截,属于远程拦截***技术领域。
背景技术
美国已研发出了激光武器,国内相关单位也在积极探索和推动激光武器的应用研究,正在研发各种量级的激光武器,实现对无人机等目标进行有效拦截。但目前国内大型激光武器技术状态及技术特点并不太适用于反“低慢小”飞行器作战,主要表现在:
1)***造价高,与价格低廉作战目标“低慢小”无人机相比,无法体现激光防卫***效费比高的优势;
2)设备体量大,机动灵活性较差,应急处突能力不足;
3)制冷及热管理技术制约,目前,万瓦级激光器连续出光时间较短,且出光间歇期长,无法应对“低慢小”飞行器目标的“机海战术”。
发明内容
本发明的目的在于:解决现有技术中的激光武器***造价高,效费比高;设备体量大,机动灵活性较差,应急处突能力不足;万瓦级激光器连续出光时间较短,且出光间歇期长,无法应对“低慢小”飞行器目标的“机海战术”的问题;提供了
本发明采用的技术方案如下:
一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,其特征在于:包括光纤激光器,对光纤激光器发出的激光合束的合束单元,对合束单元发出的激光束在远场目标上聚焦的聚焦单元。
进一步,所述合束单元包括对光纤激光器发出的激光进行合束的合束快反镜和对合束快反镜进行调节的CCD。
进一步,所述聚焦单元包括沿光路依次配合设置的第二快反镜、分光镜、第一快反镜、角锥镜、主镜和次镜。
进一步,还包括接收依次沿角锥镜、衰减片、第一快反镜、楔镜反射的激光束和依次沿次镜、主镜、角锥镜、第一快反镜和分光镜反射的光线进行目标捕获跟踪的精密跟踪探测***。
进一步,所述光纤激光器为1-7个,功率为1000W以上。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明采用功率合成技术和自动精密聚焦技术,在1km距离内实现对“低慢小”飞行器目标的拦截及摧毁,与目前在研的激光武器***相比成本可降低亿元;
2、本发明体量小,机动灵活性好,应急处突能力强;
3、本发明采用千瓦级光纤激光器,可连续出光,间歇期短,可应对“低慢小”飞行器目标的“机海战术”;
4、本发明在确保***拦截有效性的前提下,使该激光防卫***具备更高的可靠性、机动性及连续作战能力;
5、精密跟踪探测***进行目标跟踪拦截及摧毁,可实现精密捕获可跟踪,提高拦截及摧毁的准确率。
附图说明
图1为本发明的光路示意图;
图2为本发明的发射***仿真示意图;
图3为本发明在0.5km、1km时聚焦光斑的大小示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
采用功率合成技术和自动精密聚焦技术,在1km距离内实现对“低慢小”飞行器目标的拦截及摧毁,相对于降低了目前在研的激光武器***动辄上亿元的成本,该方案的优势在于大大节约了整套激光防卫***的成本,且在目前激光器技术发展状态下,在确保***拦截有效性的前提下,使该激光防卫***具备更高的可靠性、机动性及连续作战能力。
主光路分***采用共口径光路设计,首先对光纤激光器(光纤激光器自带预准直功能)发出的激光束通过合束快反镜4和CCD3进行合束处理,合束处理后激光束经过第二快反镜5反射给分光镜6,分光镜6将第二快反镜5反射的激光束全反给第一快反镜8,第一快反镜8将分光镜6反射的光反射给角锥镜10进行透射,透射的光经过主镜11和次镜12(本案为离轴卡式镜激光发射光学***)从窗口发射出去。通过调节次镜与主镜之间的间距,实现激光束在远场目标上的聚焦。激光束一部分通过角锥镜10透射,另一部分通过角锥镜10反射,经衰减片9衰减,第一快反镜8反射,楔镜7反射进入精密跟踪探测***13;目标反射回来的光线,经窗口14后进入主光路,依次沿次镜12、主镜11、角锥镜10透射,第一快反镜8反射和分光镜6透射的光线进进入精密跟踪探测***13形成图像,实现对目标的捕获跟踪。主光路如图1所示。
具体实施如下:
利用LightTools对激光发射***进行仿真,如图2所示为***仿真图,光源放置主镜左面,光纤激光器为7个,形成6路包围1路的合成光束,遮挡中心光束中心的一部分来模拟空心光束。图3中分别给出了聚焦距离在0.5km、1km时聚焦光斑的大小,合束激光束的形状并不影响聚焦光斑的形状,聚焦光斑为一个圆光斑。
以国内目前的技术水平,在激光武器装备化应用方面,空间功率合成技术体制比单路大功率技术体制有着明显的优势。
1)光束质量对远场聚焦的影响
光束质量评价标准为M2因子,其定义为:
式中ω和ω0分别为被测实际光束和基模高斯光束的束腰宽度(束宽按二阶矩定义),θ和θ0分别为被测实际光束和基模高斯光束的远场发散角。而激光远场光斑面积为:
因此,激光远场光斑功率密度与光斑面积成反比,激光远场光斑功率密度与光束质量因子的平方成反比,其中L为与目标的距离。
例如,目前,国内最高水平1万瓦固体激光器的光束质量M2因子约为2.5左右,而技术成熟的1000瓦光纤激光器的光束质量M2因子约为1.4左右,采用同样的光学***,则1万瓦固体激光器在远场光斑面积约为1000瓦光纤激光器的3.2倍,由于激光武器的打击效能主要与激光光斑功率密度有关,因此,理论上,只需要3台1000瓦光纤激光器进行空间功率合成即可达到与1万瓦固体激光器同样的打击效能,若采用10台1000瓦光纤激光器进行空间合成,输出功率同样达到1万瓦,则其作战效能将远超1万瓦固体激光器。
2)万瓦级激光器连续工作时间短,影响对抗多批次目标
单路大功率激光器由于其单路输出功率较大,电光转换效率较低,对热管理要求较高,连续工作时间较短。
目前,国内最高水平的万瓦级固体激光器连续工作时间为30s,而工作时间间隔长达5min以上,无法实现对多批次目标的打击对抗。
而对于千瓦级别的光纤激光器来说,对连续工作时间基本没有限制,能够满足对多批次目标的连续打击作战要求。
3)制造成本
以国内目前的技术水平,万瓦级固体激光器的研制成本大约在4000万以上,由于其光学***重量达400公斤左右,伺服***、跟瞄***压力较大,造成整***造价偏高,大约在1.2亿左右,而千瓦级高光束质量光纤激光器的售价约为40万左右,即使采用12台进行空间功率合成,整***总造价约为3000万左右,依然相差4倍之多。
综上所述,由于空间功率合成技术体制激光武器所采用的激光源光束质量远远优于单台大功率激光器,其远场聚焦能力优势十分明显,能够达到更加理想的作战效果,并且其对多批次目标的连续打击能力更高,制造成本更低,因此,就目前国内的激光器技术水平来说,采用多台空间功率合成技术体制是实现激光武器装备的合理选择。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,其特征在于:包括光纤激光器(1),对光纤激光器(1)发出的激光合束的合束单元(2),对合束单元(2)发出的激光束在远场目标上聚焦的聚焦单元。
2.根据权利要求1所述的一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,其特征在于:所述合束单元(2)包括对光纤激光器(1)发出的激光进行合束的合束快反镜(4)和对合束快反镜(4)进行调节的CCD(3)。
3.根据权利要求1所述的一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,其特征在于:所述聚焦单元包括沿光路依次配合设置的第二快反镜(5)、分光镜(6)、第一快反镜(8)、角锥镜(10)、主镜(11)和次镜(12)。
4.根据权利要求2所述的一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,其特征在于:还包括接收依次沿角锥镜(10)、衰减片(9)、第一快反镜(8)、楔镜(7)反射的激光束和依次沿次镜(12)、主镜(11)、角锥镜(10)、第一快反镜(8)和分光镜(6)反射的光线进行目标捕获跟踪的精密跟踪探测***(13)。
5.根据权利要求4所述的一种高光束质量中等功率激光远程拦截***,其特征在于:所述光纤激光器(1)为1-7个,功率为1000W以上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710651776.3A CN107328307B (zh) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710651776.3A CN107328307B (zh) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107328307A true CN107328307A (zh) | 2017-11-07 |
CN107328307B CN107328307B (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=60226130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710651776.3A Active CN107328307B (zh) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107328307B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110487120A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-22 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种远距离照明的激光防御***及方法 |
CN110579874A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种结构紧凑的自适应激光防御*** |
CN110579875A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种基于哈特曼调焦的激光防御***及方法 |
CN114243441A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-25 | 上海瑞柯恩激光技术有限公司 | 一种固体激光器及固体激光器*** |
RU2790364C1 (ru) * | 2022-06-08 | 2023-02-17 | Общество с Ограниченной Ответственностью "АРМЗ СЕРВИС" | Способ лазерного поражения БПЛА системой |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5747720A (en) * | 1995-06-01 | 1998-05-05 | Trw Inc. | Tactical laser weapon system for handling munitions |
US20080042042A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Raytheon Company | Beam director and control system for a high energy laser within a conformal window |
US20090052475A1 (en) * | 2005-03-30 | 2009-02-26 | Rafael - Armament Development Authority Ltd. | Fiber Laser Device For Neutralizing Unexploded Ordinance |
US20100282942A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Raytheon Company | High energy laser beam director system and method |
US20110286488A1 (en) * | 2008-11-20 | 2011-11-24 | Lasermax, Inc. | Laser weapon system and method |
CN207351300U (zh) * | 2017-08-02 | 2018-05-11 | 国蓉科技有限公司 | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** |
-
2017
- 2017-08-02 CN CN201710651776.3A patent/CN107328307B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5747720A (en) * | 1995-06-01 | 1998-05-05 | Trw Inc. | Tactical laser weapon system for handling munitions |
US20090052475A1 (en) * | 2005-03-30 | 2009-02-26 | Rafael - Armament Development Authority Ltd. | Fiber Laser Device For Neutralizing Unexploded Ordinance |
US20080042042A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Raytheon Company | Beam director and control system for a high energy laser within a conformal window |
US20110286488A1 (en) * | 2008-11-20 | 2011-11-24 | Lasermax, Inc. | Laser weapon system and method |
US20100282942A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Raytheon Company | High energy laser beam director system and method |
CN207351300U (zh) * | 2017-08-02 | 2018-05-11 | 国蓉科技有限公司 | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110487120A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-22 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种远距离照明的激光防御***及方法 |
CN110579874A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种结构紧凑的自适应激光防御*** |
CN110579875A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种基于哈特曼调焦的激光防御***及方法 |
CN110579875B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-06-04 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种基于哈特曼调焦的激光防御***及方法 |
CN110579874B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-06-04 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种结构紧凑的自适应激光防御*** |
CN110487120B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-10-26 | 重庆连芯光电技术研究院有限公司 | 一种远距离照明的激光防御***及方法 |
CN114243441A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-25 | 上海瑞柯恩激光技术有限公司 | 一种固体激光器及固体激光器*** |
RU2790364C1 (ru) * | 2022-06-08 | 2023-02-17 | Общество с Ограниченной Ответственностью "АРМЗ СЕРВИС" | Способ лазерного поражения БПЛА системой |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107328307B (zh) | 2023-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107328307A (zh) | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** | |
CN103792652B (zh) | 结合主/被动探测的折返式光学*** | |
CN108363069A (zh) | 基于分布式半导体激光阵列的关联成像装置及方法 | |
CN109041393B (zh) | 一种超快硬x射线源的产生装置及方法 | |
CN201203707Y (zh) | 大气激光通信***中精密光轴定位装置 | |
CN103762998B (zh) | 大视场共天线混合微波和激光无线通信装置 | |
CN105928689A (zh) | 一种卫星激光测距中激光远场发散角测量方法与装置 | |
CN111147137A (zh) | 轻小型机载高速激光通信方法 | |
CN111447012B (zh) | 自组网编队飞机群激光全向通信光学***及其通信方法 | |
CN109167632A (zh) | 一种轻小型卫星激光通信装置 | |
CN106856414B (zh) | 大视场逆向调制回复自由空间激光通信*** | |
CN207351300U (zh) | 一种高光束质量中等功率激光远程拦截*** | |
CN112526531B (zh) | 一种具有多目标激光测距功能的双视场红外成像*** | |
CN108429579A (zh) | 空间混沌激光通信***地面终端大气效应估测***和方法 | |
CN206960792U (zh) | 激光扩束装置及无人机激光狙击*** | |
JP2018106146A (ja) | 宇宙船用の太陽フィルタ | |
CN116400326A (zh) | 用于跟踪和测距的机载红外预警***及方法 | |
CN100454790C (zh) | 一种全光卫星通信网络路由终端 | |
CN114046690B (zh) | 一种精准打击的低空拒止***及方法 | |
CN106785895A (zh) | 一种基于光子晶体激光器合束的装置 | |
Ji et al. | Application and development trend of laser technology in military field | |
CN104407433A (zh) | 以椭球镜为主镜的离轴反射光学*** | |
CN107490858A (zh) | 一种基于展象棱镜的光学天线及其设计方法 | |
CN213368208U (zh) | 一种微型原子钟的冷铯原子束源结构 | |
CN209911560U (zh) | 一种用于大气探测的激光雷达收发共光路光学布局*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230914 Address after: No.2 Tianyu Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan 610000 Patentee after: GUORONG TECHNOLOGY CO.,LTD. Patentee after: NO.27 RESEARCH INSTITUTE, CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY Group Corp. Address before: 611730 No. 2, Tianyu Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan Patentee before: GUORONG TECHNOLOGY CO.,LTD. |