[发明专利]便携式激光光斑记录仪

说明书

本发明公开了一种激光光斑记录仪，包括近红外镜头、分光棱镜、CMOS板机、主控制模块、图像处理模块和图像显示器；所述分光棱镜具有不同波段的光学透过率；CMOS板机包括两个CMOS传感器，其中第一CMOS传感器为低照度CMOS，第二CMOS传感器为全高清CMOS；外部环境光通过近红外镜头进入分光棱镜，分光棱镜将背景光与1064nm激光光斑分别成像于两个CMOS传感器上，分别形成激光光斑和背景图像，图像处理模块通过图像融合技术得到光斑探测图像，并通过图像显示器显示融合后的图像。本发明可有效提高1064nm光斑成像的效果，可以实现在强环境光下远距离探测1064nm激光光斑。

技术领域

本发明涉及手持光电侦察设备领域，尤其涉及一种激光光斑记录仪。

背景技术

1064nm脉冲激光是一种最为常用的军用激光波段之一，一般用于激光测距、激光目标指示、激光引偏、激光致盲、激光武器等领域。而1064nm激光是一种人眼不可见的近红外激光，因此，对1064nm激光的观测需要借助近红外传感器成像。观测1064nm激光光斑一般使用硅基CMOS、CCD传感器、感光相纸、近红外荧光卡等设备，而对于远距离1064nm激光光斑观测一般使用Si、InGaAs、HgCdTe等面阵成像传感器。这些探测方式的主要优缺点如下：

(1)感光相纸、近红外荧光卡等：成本低廉、使用方便、探测范围广，但这些探测方式只适用于实验室环境进行近距离探测，只能作为相关研究人员的一种辅助观测手段；

(2)Si基CMOS、CCD传感器：成本相对低廉、图像分辨率高、成像效果优异，但1064nm已经处于传感器响应波段的边缘，传感器对1064nm激光的量子效率一般低于5％。这使得探测器对环境光的响应明显高出对光斑的响应，进而严重影响光斑探测的信噪比。InGaAs近红外面阵传感器：对1064nm激光有较高的响应,具备一定的夜视能力，可以较为容易地滤除环境光对光斑探测的影响，同时还具备一定的夜视能力。但InGaAs面阵传感器成本较高，分辨率较低，成像效果也远不如传统的CMOS、CCD传感器。HgCdTe制冷型中红外传感器：对1064nm激光有响应，同时具备较强的夜视能力，但其成本较高，图像分辨率较低，对镜头要求较高。

除了1064nm波段对光斑观测带来了一定难度，脉冲1064nm激光极低的占空比也给光斑观测带来了不小的技术难度。一般军用1064nm脉冲激光的脉宽不大于20ns，频率不高于100Hz，其占空比仅为10-6量级，这使得传感器快门不易捕捉到激光脉冲，同时传感器曝光时间内绝大部分响应的是环境光，使得光斑成像的对比度较低。

为了提高光斑成像的对比度，可采用脉冲同步的方法保证传感器每次曝光都能接收到光斑，同时降低曝光时间，提高信噪比。但作为独立使用光斑观测设备，难以实现与激光器的同步。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种可以实现在强环境光下远距离探测1064nm激光光斑的便捷式激光光斑记录仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种激光光斑记录仪，包括近红外镜头、分光棱镜、CMOS板机、主控制模块、图像处理模块和图像显示器；所述分光棱镜具有不同波段的光学透过率；CMOS板机包括两个CMOS传感器，其中第一CMOS传感器为低照度CMOS，第二CMOS传感器为全高清CMOS；

外部环境光通过近红外镜头进入分光棱镜，分光棱镜将背景光与1064nm 激光分别成像于两个CMOS传感器上，分别形成激光光斑和背景图像，图像处理模块通过图像融合技术得到光斑探测图像，并通过图像显示器显示融合后的光斑图像。

接上述技术方案，近红外镜头为宽波段可调焦镜头，焦距为200mm，波段为450nm～1100nm，F数为3.5。