[发明专利]一种用于光机结构变形补偿的激光发射校正系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于光机结构变形补偿的激光发射校正系统及方法，该系统包括：激光特性监测单元、光路单元、激光器和控制系统；光路单元包括分光镜单元和激光调整单元；激光器发射的激光经过分光镜单元后一部分发射出去，另一部分进入激光特性监测单元，激光特性监测单元实时确定激光的光斑质心位置和光斑大小；控制系统将激光的光斑质心位置和光斑大小与初始设定值作比较，通过激光调整单元实时调整激光的光轴和位置。针对光机结构变形引起的激光发射系统汇聚特性性能下降的问题，通过实时检测发射激光的状态，从束散角和光轴两个方面进行补偿，有效提高高能激光在打击目标时的到靶功率，减小温度、外部振动等因素对激光聚焦特性的影响。

技术领域

本发明涉及光束控制领域，尤其涉及一种用于光机结构变形补偿的激光发射校正系统及方法。

背景技术

激光武器的毁伤效能受到激光能量和远场光斑特性等因素的影响，在激光器光源质量一定时，远场光斑特性主要与光学发射系统的汇聚特性有关，具体表现为光斑直径和光斑光轴位置。由于激光武器的光学发射系统光路较为复杂，光机本结构容易受到温度、振动、应力释放等因素的影响，而造成激光光轴和视频跟踪光轴偏差，另一方面由于激光器与发射系统之间相对位置的变化，使得焦点位置发生变化，从而造成远场光斑直径发生变化。

光轴的偏差使得实际作战过程中，激光光斑并不能落在设定的攻击位置，而汇聚特性发生变化则使得光斑直径发生变化，造成功率密度下降。为了保证激光武器的实际效能，光机结构变化必须通过一定的校正系统来予以补偿。而目前的技术方案中，对于光轴变化的检测较为普遍，但缺乏对于光机结构带来的汇聚特性变化的补偿。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于光机结构变形补偿的激光发射校正系统及方法，解决现有技术中缺乏对于光机结构带来的汇聚特性变化的补偿的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于光机结构变形补偿的激光发射校正系统，包括：激光特性监测单元1、光路单元、激光器7和控制系统9；

所述光路单元包括分光镜单元3和激光调整单元；

所述激光器7发射的激光经过所述分光镜单元3后一部分发射出去，另一部分进入所述激光特性监测单元1，所述激光特性监测单元1实时确定所述激光的光斑质心位置和光斑大小；

所述控制系统9将所述激光的光斑质心位置和光斑大小与初始设定值作比较，通过所述激光调整单元实时调整所述激光的光轴和位置。

一种基于上述用于光机结构变形补偿的激光发射校正系统的校正方法，包括：步骤1，对目标视频进行成像，利用目标跟踪算法提取目标位置；

步骤2，所述激光特性监测单元1计算透过所述分光镜单元3进入的所述激光的光斑质心位置和光斑大小；

步骤3，所述控制系统9将所述激光的光斑质心位置和光斑大小与初始设定值作比较，计算是否有偏差；

步骤4，所述控制系统9发送控制指令给所述激光调整单元实时调整所述激光的光轴方向和位置。

本发明的有益效果是：针对光机结构变形引起的激光发射系统汇聚特性性能下降的问题，通过实时检测发射激光的状态，从束散角和光轴两个方面进行补偿，有效提高高能激光在打击目标时的到靶功率，减小温度、外部振动等因素对激光聚焦特性的影响。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述分光镜单元3设置于目标进入跟踪视频传感器2进行成像的光路上，所述分光镜单元3的正面面向外部的所述目标和入射激光设置，反面面向所述激光特性监测单元1和跟踪视频传感器2设置。

进一步，所述分光镜单元3的正面镀有与所述激光的波段对应的高反射率膜和与成像光的波段对应的高透射率膜。