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一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種透射光柵結構，具體涉及一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構；提供一種均衡零級與正負一級衍射效率的多閃耀波長的透射光柵結構，該結構光柵一級具有較高衍射效率且寬光譜的優點，并且提高閃耀光柵零級的效率；包括透射閃耀光柵A、透射材料、透射閃耀光柵B、透鏡組和焦平面陣列探測器，所述透射閃耀光柵A通過透射材料與透射閃耀光柵B聯接，所述透射閃耀光柵A、透射材料和透射閃耀光柵B組成透射式閃耀光柵，所述透射式閃耀光柵和焦平面陣列探測器放置在透鏡組的兩側，所述透射閃耀光柵B與透射閃耀光柵A完全相同，且通過透射材料與透射閃耀光柵A反向聯接；本發明主要應用在激光探測方面。
【專利說明】一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種透射光柵結構，具體涉及一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構。

【背景技術】
[0002]激光技術的快速發展，使其在戰爭中發揮重要的作用，激光技術的發展甚至將影響未來的戰爭模式。戰爭中，激光武器對軍事目標構成了嚴重的威脅，為了應對日趨嚴重的威脅，各國都在加快發展光電信息對抗技術，以達到戰場上快速探測敵方的激光威脅，幫助作戰人員及時采取適當措施，達到有效保障己方人員和武器裝備免遭殺傷、破壞的目的。激光告警技術是光電信息對抗的重要組成，是激光對抗的重要手段。來襲激光的入射方向角度與波長信息的快速精確獲取是激光告警技術研究的核心內容。因為不同波長激光的軍事用途是不同的，只有獲取來襲激光準確的波長信息才能正確判斷出敵方的武器種類、軍事企圖與威脅程度等信息，為我方是否采取防衛或反擊措施提供依據。此外，只有獲取了來襲激光準確的入射方向角度，判斷出威脅源的位置，才能為我方采取有效措施，干擾或者摧毀對方目標提供保障。
[0003]根據原理，激光探測技術可分為光譜識別型、相干識別型、散射探測型三種類型，其中相干識別型，在波長分辨率、角度分辨率、視場角和抗干擾性等方面具有較大優勢，和其他相干型相比，采用光柵、透鏡、柱面鏡、陣列探測器等構成的光柵衍射型激光告警器，無需機械掃描、工藝要求低、系統結構簡單，實時性好。目前應用于激光探測的光柵主要有正弦光柵和閃耀光柵兩種，正弦光柵的一級衍射效率較低，閃耀光柵零級衍射效率和正一級衍射效率較低，且閃耀波長單一，遠離閃耀波長的激光一級衍射效率較低，這都對激光探測靈敏度和探測光譜范圍有影響，有必要對其進行改進。


【發明內容】

[0004]為了克服現有技術中存在的不足，提供一種均衡零級與正負一級衍射效率的多閃耀波長的透射光柵結構，該結構光柵一級具有較高衍射效率且寬光譜的優點，并且提高閃耀光柵零級的效率。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
[0006]一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，包括透射閃耀光柵A、透射材料、透射閃耀光柵B、透鏡組和焦平面陣列探測器，所述透射閃耀光柵A通過透射材料與透射閃耀光柵B聯接，所述透射閃耀光柵A、透射材料和透射閃耀光柵B組成透射式閃耀光柵，所述透射式閃耀光柵和焦平面陣列探測器放置在透鏡組的兩側。
[0007]所述透射閃耀光柵B與透射閃耀光柵A完全相同，且通過透射材料與透射閃耀光柵A反向聯接。
[0008]所述焦平面陣列探測器放置在透鏡組的焦平面處。
[0009]所述透射閃耀光柵A采用等高鋸齒結構。
[0010]所述透射閃耀光柵A和透射材料的材料均為光學玻璃SCH0TT-B270。
[0011]所述透射閃耀光柵A的長為45mm、寬為22mm、厚度為3mm,光柵波長分別為950nm、
IlOOnm、1250nm、1400nm,光柵常數為 l/300mm。
[0012]所述透射材料的寬度比透射閃耀光柵A的光柵常數大。
[0013]所述透射材料的寬度為3_4mm。
[0014]所述透射材料的長度為45mm、寬為3mm、厚度為3mm。
[0015]所述透射式閃耀光柵的參數為:
[0016]尺寸:47mmX 45mm X 3mm ;
[0017]適用波段范圍:0.80 μ m?1.55 μ m ;
[0018]光柵常數為:l/300mm ；
[0019]零級衍射效率:> 28% ；
[0020]正一級衍射效率:> 24% ;
[0021]負一級衍射效率:> 24%。
[0022]本發明與現有技術相比所具有的有益效果為:
[0023]1、兩個多閃耀波長的透射式閃耀光柵采用非等高鋸齒結構，可以實現對多個波長的光有較高的衍射效率，即多閃耀波長，進而可提高激光告警的光譜探測范圍；
[0024]2、兩個多閃耀波長的透射式閃耀光柵完全相同，并且反向對接，保證正一級與負一級衍射的效率相同，提聞正一級的有效衍射效率；
[0025]3、兩個多閃耀波長的透射式閃耀光柵中間采用遠大于光柵常數的透射材料連接，被測激光通過時無衍射，因此該結構可有效提高整個光柵零級的衍射效率；
[0026]4、該結構的光柵能量主要集中在零級和正負一級衍射光，有利于提高整個激光探測系統的靈敏度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面通過附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0028]圖1為多閃耀波長的光柵衍射型激光告警示意圖；
[0029]圖2為多閃耀波長的透射式閃耀光柵結構圖；
[0030]圖3為光柵單元結構圖。
[0031]圖中I為透射閃耀光柵A、2為透射材料、3為透射閃耀光柵B、4為透鏡組、5為焦平面陣列探測器。

【具體實施方式】
[0032]下面實施例結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。
[0033]如圖1所示，多閃耀波長的透射閃耀光柵Al、透射閃耀光柵B3及透射材料2組成的多閃耀波長的透射式閃耀光柵，對被測激光進行光柵衍射；透鏡組4，對零級和正負一級衍射光進行聚焦，使其聚焦于焦平面陣列探測器5的光敏面處；焦平面陣列探測器5，放置在透鏡組4的焦平面處，對被測激光的零級及正負一級進行探測。
[0034]被測激光通過由多閃耀波長的透射閃耀光柵Al、透射閃耀光柵B3及透射材料2組成的透射式閃耀光柵，通過透鏡組4把衍射光匯聚到焦平面陣列探測器5上，通過計算零級的位置計算被測激光的方位角，進而計算零級與一級衍射光斑的距離計算被測激光的波長。
[0035]如圖2所示，透射閃耀光柵Al和透射閃耀光柵B3均采用非等高鋸齒結構，可以實現對多個波長的光有較高的衍射效率；兩光柵采用的材料、各個閃耀角及光柵常數完全相同，確保與另一個光柵的一級衍射角相同，并且衍射效率相同，保證一級衍光斑可匯聚到焦平面陣列探測器5的相同位置；采用的基底材料相同，避免由于材料不同導致折射率不同，進而影響出射光的方向及位置；兩光柵通過透射材料2完全對稱，這樣可以實現兩光柵的正負一級衍射效率互補，整體提高一級衍射效率。
[0036]透射材料2的寬度遠大于透射閃耀光柵Al和透射閃耀光柵B3的光柵常數，被測激光通過該處時沒有衍射，并且沿原方向傳播，與零級衍射方向相同，這樣可確保零級有較高的能量，等效為提高整體光柵零級的衍射效率，透射材料2的長度優選3_-4_。
[0037]透射閃耀光柵Al和透射閃耀光柵B3為完全相同的透射閃耀光柵，兩光柵的長為45mm,寬為22mm,厚度為3mm,多個閃耀波長分別為950nm、llOOnm、1250nm、1400nm,光棚基底材料為光學玻璃SCH0TT-B270 ;透射材料2的長度為45mm，寬為3mm，厚度為3mm，材料為光學玻璃SCH0TT-B270。
[0038]如圖3所示，光柵常數d為l/300mm。
[0039]根據本實施方式的多閃耀波長的透射式閃耀光柵，參數如下:
[0040]I)尺寸:47mmX 45mmX 3mm ;
[0041]2)適用波段范圍:0.80μπι ?1.55μπι ;
[0042]3)光柵常數為:1/300_ ；
[0043]4)零級衍射效率:> 28% ；
[0044]5)正一級衍射效率:> 24%:
[0045]6)負一級衍射效率:> 24 %。
【權利要求】
1.一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:包括透射閃耀光柵A(I)、透射材料(2)、透射閃耀光柵B(3)、透鏡組(4)和焦平面陣列探測器(5)，所述透射閃耀光柵A(I)通過透射材料(2)與透射閃耀光柵B(3)聯接，所述透射閃耀光柵A(I)、透射材料(2)和透射閃耀光柵B(3)組成透射式閃耀光柵，所述透射式閃耀光柵和焦平面陣列探測器(5)放置在透鏡組⑷的兩側。
2.根據權利要求1所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射閃耀光柵B(3)與透射閃耀光柵A(I)完全相同，且通過透射材料(2)與透射閃耀光柵A(I)反向聯接。
3.根據權利要求1所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述焦平面陣列探測器(5)放置在透鏡組(4)的焦平面處。
4.根據權利要求1所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射閃耀光柵A(I)采用等高鋸齒結構。
5.根據權利要求1所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射閃耀光柵A(I)和透射材料(2)的材料均為光學玻璃SCH0TT-B270。
6.根據權利要求1、2、4或5所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射閃耀光柵A(I)的長為45mm、寬為22mm、厚度為3mm,光柵波長分別為950nm、I lOOnm、1250nm、1400nm,光柵常數為 l/300mm。
7.根據權利要求1、2或5所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射材料(2)的寬度比透射閃耀光柵A(I)的光柵常數大。
8.根據權利要求7所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射材料(2)的寬度為3-4_。
9.根據權利要求8所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射材料⑵的長度為45mm、寬為3mm、厚度為3mm。
10.根據權利要求1所述的一種用于激光告警多閃耀波長的透射光柵結構，其特征在于:所述透射式閃耀光柵的參數為:
尺寸:47mm X 45mm X 3mm ； 適用波段范圍:0.80 μ m?1.55 μ m ; 光柵常數為:l/300mm; 零級衍射效率:> 28% ； 正一級衍射效率:> 24% ; 負一級衍射效率:> 24%。
【文檔編號】G01J9/00GK104267454SQ201410528882
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】張瑞, 陳媛媛, 張敏娟, 李晉華, 陳友華, 李世偉, 王耀利, 王志斌, 李克武 申請人:中北大學