Оптическая система для многочастотной лазерной локации и способ ее осуществления


 


Владельцы патента RU 2480712:

Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-ПОЛЮС" (RU)

Оптическая система обеспечивает вывод в пространство оптического излучения, облучение удаленного в пространстве объекта и регистрацию отраженного от объекта излучения. Оптическое излучение состоит из множества непересекающихся лазерных лучей, генерируемых оптическим передатчиком на основе волоконно-оптического лазерного модуля с дискретным рядом спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования. Объект облучается составным пятном излучения от непересекающихся разночастотных лазерных лучей, сформированных оптическим конфигуратором передатчика. Регистрация отраженного от объекта излучения осуществляется селективным по каждой частоте оптическим приемником на основе волоконно-оптического фотодиодного модуля на частотах оптического передатчика. Технический результат - повышение быстродействия. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области трехмерной лазерной локации, а именно к волоконно-оптическим многоканальным лазерным системам с дискретным рядом спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования (WDM) для применения в лазерных радарах.

Предшествующий уровень техники

Лазерные радары на основе лазерных диодов, широко используемых в телекоммуникации, применяют в локации удаленных объектов. Многоканальные лазерные радары используют для получения объемных изображений и увеличения быстродействия и разрешающей способности систем локации. При этом используют одночастотные лазерные диоды и соответствующие диапазону частот неселективные фотоприемники. Быстродействия достигаются за счет параллельной работы лазерных каналов и, следовательно, ускоряют процесс обработки сигналов в сравнении с последовательным процессом при сканировании пространства одним или двумя лучами. В патенте US 1999/5953110 лазерное излучение формируют линейкой (рядом) или матрицей лазерных диодов излучателя, облучают удаленный в пространстве объект и отраженное от объекта излучение регистрируют матрицей пигтэйлированных фотодиодов. Излучение на чип поступает по волокну, вход каждого из которых предварительно ориентируется под определенным углом, что является весьма трудоемкой операцией. Фотоприемники регистрируют широкополосный сигнал, полоса которого определяется разбросом частот всех лазеров, составляющих матрицу излучателя. Кроме того, лазерные диоды, используемые без стабилизации длины волны монохроматичного импульса излучения, из-за эффекта чирпирования оптической частоты, обуславливают дисперсионные искажения регистрируемых лазерных импульсов, все эти факторы ограничивают возможности одночастотного метода локации.

В патенте US 2008/7436494 В1 предложен одночастотный 3-D LADAR (3-мерный лазерный радар), в котором за счет использования интегральной многослойной технологии повышено быстродействие обработки входного сигнала рядом интегральных фотодиодов, однако однолучевая схема радара с последовательной схемой обработки сигнала проигрывает параллельной схеме при сканировании объекта в реальном времени. Кроме того, процесс обработки сигналов требует высокого временного разрешения при профилировании глубины объекта, что в свою очередь ограничено интерференционными эффектами однолучевой схемы.

Поэтому существует потребность в лазерной системе с более совершенной и эффективной оптической схемой. Многолучевая разночастотная лазерная локация свободна от указанных недостатков.

Описание изобретения

Существенными преимуществами обладает предлагаемая в изобретении оптическая система, основанная на формировании многоканальных разночастотных оптических сигналов рядом диодных лазеров передатчика с узкополосными фильтрами на основе резонаторов Фабри-Перро, с регистрацией отраженного от объекта излучения селективными по каждой частоте интегральными чипами оптического приемника, на частотах оптического передатчика с дискретным рядом спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования (WDM).

На фиг.1 изображена блок-схема оптической системы, реализующая способ для многочастотной лазерной локации. Предлагаемая оптическая система (1) лазерной локации обеспечивает:

- вывод в пространство оптического излучения (10), состоящего из множества непересекающихся лазерных лучей, генерируемых оптическим передатчиком (50) на основе волоконно-оптического лазерного модуля (60) с дискретным рядом спектральных частот (рядом длин волн: λ1, λ2, …, λN) на основе плотного волнового мультиплексирования (WDM),

- облучение удаленного в пространстве объекта (20) составным пятном излучения (21) от непересекающихся разночастотных лазерных лучей (10), сформированных оптическим конфигуратором (120) передатчика (50),

- регистрацию отраженного от объекта излучения (30) селективным по каждой частоте оптическим приемником (40) на основе волоконно-оптического фотодиодного модуля (160) на частотах оптического передатчика.

Лазерный модуль (60) содержит ряд ветвей (1, 2, …, N) резонаторов Фабри-Перо с общим выходным волокном (70), содержащим не глухое зеркало (80) - общее для ряда ветвей резонаторов Фабри-Перо, а внутри каждой ветви резонатора содержится чип (90) лазерного диода (LD) с глухим зеркалом (100) резонатора с одной стороны, другой же излучающей стороной чип контактирует с одним из входных каналов мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов, так называемого AWG-мультиплексора лазерного модуля (110), общий выходной канал которого сопряжен с общим выходным волокном (70) резонаторов Фабри-Перо, содержащим неглухое зеркало (80), волокно (70) обеспечивает вывод излучения из лазерного модуля (60).

Оптическая система (1) содержит оптический конфигуратор (120) передатчика для конфигурирования выходного излучения (10), вход которого соединен волокном с выходом лазерного модуля (60) и является общим входным каналом демультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов, AWG-демультиплексора конфигуратора (130) передатчика (120), многоканальный выход которого сопряжен с оптическим конвертером (140) конфигуратора, обеспечивающего вывод в пространство оптического излучения.

В оптической системе (1) на конфигуратор передатчика поступает усиленный волоконным оптическим усилителем (ОАМР) (71) сигнал с выхода лазерного модуля (60).

В оптической системе (1) на входе оптического приемника (30) содержится оптический конвертер (170) приемника для регистрации и передачи по волокну излучения (30) в общий канал мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов (180), AWG-мультиплексора фотодиодного модуля (160), каждый из выходных каналов (1, 2, …, N) которого сопряжен с чипом фотодиода (PD) (190) и имеет такую же полосу пропускания, как и другие: AWG-мультиплексор лазерного модуля (110) и демультиплексор конфигуратора (130) передатчика.

Достигается это согласование спектральных характеристик мультиплексора и демультиплексоров на основе дифракционной решетки на массиве волноводов наличием обратной связи по температуре посредством датчиков температуры (TS) на AWG-мультиплексоре (110) и демультиплексорах (130, 180), а также наличием термоэлектрических конвертеров (ТЕС), по меньшей мере, только в лазерном и фотодиодном модулях, в контакте с AWG-мультиплексором (110) и демультиплексором (180). Внешняя электронная схема управления на фиг.1 не показана, поскольку является общеизвестным решением электронных стабилизаторов температуры систем управления.

В оптической системе (1) модуляция мощности излучения лазерного диода (90) осуществляется прямой модуляцией тока лазерного диода или сорбционным модулятором (91), содержащимся на излучающей стороне чипа лазерного диода.

Также в изобретении предлагается способ многочастотной лазерной локации в соответствии с фиг.1, в котором предусматривается:

- вывод в пространство оптического излучения (10), состоящего из множества непересекающихся лазерных лучей, генерируемых оптическим передатчиком (50) на основе волоконно-оптического лазерного модуля (60) с дискретным рядом спектральных частот (рядом длин волн: λ1, λ2, …, λN) на основе плотного волнового мультиплексирования (WDM),

- облучение удаленного в пространстве объекта (20) составным пятном излучения (21) от непересекающихся разночастотных лазерных лучей (10), сформированных оптическим конфигуратором (120) передатчика (50),

- регистрация отраженного от объекта излучения (30) селективным по каждой частоте оптическим приемником (40) на основе волоконно-оптического фотодиодного модуля (160) на частотах оптического передатчика.

В способе локации дискретный ряд спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования формируется в лазерном модуле. Лазерный модуль содержит ряд ветвей (1, 2, …, N) резонаторов Фабри-Перо с общим выходным волокном (70), содержащим неглухое зеркало (80) - общее для ряда ветвей резонаторов Фабри-Перо, а внутри каждой ветви резонатора содержится чип (90) лазерного диода (LD) с глухим зеркалом (100) резонатора с одной стороны, другой же излучающей стороной чип контактирует с одним из входных каналов мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов (110), AWG-мультиплексора лазерного модуля (110), общий выходной канал которого сопряжен с общим выходным волокном (70) резонаторов Фабри-Перо, содержащим неглухое зеркало (80), волокно (70) обеспечивает вывод излучения из лазерного модуля (60).

В способе многочастотной лазерной локации конфигурирование выходного излучения оптического передатчика в виде пятна непересекающихся лучей осуществляется посредством конфигуратора передатчика (120), вход которого соединен волокном с выходом лазерного модуля и является общим входным каналом демультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов, AWG-демультиплексора (130) конфигуратора передатчика (120), многоканальный выход которого сопряжен с оптическим конвертером (140) конфигуратора, обеспечивающего вывод в пространство оптического излучения.

Далее в способе локации осуществляется оптическое усиление мощности всех частотных каналов в передатчике перед их конфигурированием в пучок непересекающихся лучей. Для этого на конфигуратор передатчика поступает усиленный волоконным оптическим усилителем (ОАМР) (71) сигнал с выхода лазерного модуля (60).

Далее в способе локации осуществляют регистрацию отраженного от объекта излучения (30), для чего на входе оптического приемника (30) содержится оптический конвертер (170) приемника для регистрации и передачи по волокну излучения (30) в общий канал мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов (180), AWG-мультиплексора фотодиодного модуля (160), каждый из выходных каналов (1, 2, …, N) которого сопряжен с чипом фотодиода (PD) (190) и имеет такую же полосу пропускания, как и другие: AWG-мультиплексор лазерного модуля (110) и демультиплексор конфигуратора (130) передатчика.

Достигается это согласование спектральных характеристик мультиплексора и демультиплексоров на основе дифракционной решетки на массиве волноводов наличием обратной связи по температуре посредством датчиков температуры (TS) на AWG-мультиплексоре (110) и демультиплексорах (130, 180), а также и наличием термоэлектрических конвертеров (ТЕС), по меньшей мере, только в лазерном и фотодиодном модулях, в контакте с AWG-мультиплексором (110) и демультиплексором (180). Внешняя электронная схема управления на фиг.1 не показана, поскольку является общеизвестным решением электронных стабилизаторов температуры систем управления.

В предлагаемом способе модуляция мощности излучения лазерного диода (LD) осуществляется прямой модуляцией тока лазерного диода или сорбционным модулятором (91), сформированным на излучающей стороне лазерного чипа (90) микроэлектронным способом при формировании фотодиода.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания сути изобретения служит фиг.1, на которой обозначены:

1 - лазерная система,

10 - выходное излучение из ряда непересекающихся разночастотных лучей с рядом длин волн: λ1, λ2, …, λN,

20 - удаленный объект в пространстве, подвергаемый облучению,

21 - составное пятно от непересекающихся N лучей,

30 - отраженное от объекта регистрируемое излучение,

40 - оптический приемник излучения,

50 - оптический передатчик,

60 - лазерный модуль передатчика,

70 - выходное волокно лазерного модуля,

71 - волоконно-оптический усилитель (ОАМР),

72 - выходное волокно ОАМР,

80 - неглухое зеркало,

90 - чип лазерного диода (LD),

100 - глухое зеркало,

110 - мультиплексор на основе дифракционной решетки на массиве волноводов, AWG-мультиплексор лазерного модуля,

120 - конфигуратор оптического передатчика,

130 - демультиплексор на основе дифракционной решетки на массиве волноводов, AWG-демультиплексор конфигуратора,

140 - конвертер оптического конфигуратора передатчика,

150 - выход оптического излучения передатчика,

160 - фотодиодный модуль оптического приемника,

161 - входное волокно фотодиодного модуля,

180 - AWG-демультиплексор,

170 - оптический конвертер приемника,

190 - чип фотодиода.

Осуществление изобретения

Для осуществления изобретения могут быть использованы чипы недорогих лазерных диодов и фотодиодов, длина волны которых определяется дифракционной решеткой на массиве волноводов, выполненной на кварцевой пластине, закрепленной на термоэлектрическом конвертере типа Пельтье. Датчиком температуры может служить терморезистор. Неглухое зеркало лазерного модуля может быть полупроводниковым многослойным или выполненным на основе волоконной брэгговской решетки. Оптический конвертер может содержать как элементы объемной оптики - выпуклые линзы, так и элементы микрооптики. Сорбционный модулятор, встроенный в лазерный диод, выполняют в едином технологическом цикле. Волоконно-оптический усилитель может быть эрбиевым или рамановским для увеличения мощности оптических сигналов в диапазоне длин волн 1548-1561 нм. Ширина спектральной линии - около 0,2 нм, количество каналов оптического передатчика по числу чипов лазерного модуля - до 60 и более каналов.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть эффективно применено в оптической локации высокого объемного разрешения в реальном масштабе времени.

1. Оптическая система для многочастотной лазерной локации, обеспечивающая
вывод в пространство оптического излучения, состоящего из множества непересекающихся лазерных лучей, генерируемых оптическим передатчиком на основе волоконно-оптического лазерного модуля с дискретным рядом спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования,
облучение удаленного в пространстве объекта составным пятном излучения от непересекающихся разночастотных лазерных лучей, сформированных оптическим конфигуратором передатчика,
регистрацию отраженного от объекта излучения селективным по каждой частоте оптическим приемником на основе волоконно-оптического фотодиодного модуля на частотах оптического передатчика.

2. Оптическая система для многочастотной лазерной локации по п.1, в которой лазерный модуль содержит ряд ветвей резонаторов Фабри-Перо с общим выходным волокном, содержащим неглухое зеркало - общее для ряда ветвей резонаторов Фабри-Перо, а внутри каждой ветви резонатора содержится чип лазерного диода с глухим зеркалом резонатора с одной стороны, другой же излучающей стороной чип контактирует с одним из входных каналов мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов - мультиплексора лазерного модуля, общий выходной канал которого сопряжен с общим выходным волокном резонаторов Фабри-Перо, содержащим неглухое зеркало, и обеспечивает вывод излучения из лазерного модуля.

3. Оптическая система для многочастотной лазерной локации по п.2, оптический конфигуратор (120) передатчика для конфигурирования выходного излучения, вход которого соединен волокном с выходом лазерного модуля и является общим входным каналом демультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов - демультиплексора конфигуратора передатчика, многоканальный выход которого сопряжен с оптическим конвертером конфигуратора, обеспечивающего вывод в пространство оптического излучения.

4. Оптическая система для многочастотной лазерной локации по п.3, в которой на вход конвертера передатчика поступает усиленный волоконным оптическим усилителем сигнал с выхода лазерного модуля.

5. Оптическая система для многочастотной лазерной локации по п.1, в которой на входе оптического приемника содержится оптический конвертер приемника для регистрации и передачи по волокну излучения в общий канал мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов - мультиплексора фотодиодного модуля, каждый из выходных каналов которого сопряжен с чипом фотодиода и имеет такую же полосу пропускания как и другие: мультиплексор лазерного модуля и демультиплексор конфигуратора передатчика.

6. Оптическая система для многочастотной лазерной локации по п.5, в которой обеспечивается согласование спектральных характеристик мультиплексора и демультиплексоров на основе дифракционной решетки на массиве волноводов наличием обратной связи по температуре посредством датчиков температуры, а также наличием термоэлектрических конвертеров, по меньшей мере, только в лазерном и фотодиодном модулях.

7. Оптическая система для многочастотной лазерной локации по п.2, в которой модуляция мощности излучения лазерного диода осуществляется прямой модуляцией тока лазерного диода или сорбционцым модулятором, содержащимся на излучающей стороне чипа лазерного диода.

8. Способ многочастотной лазерной локации, предусматривающий
вывод в пространство оптического излучения, состоящего из множества непересекающихся лазерных лучей, генерируемых оптическим передатчиком на основе волоконно-оптического лазерного модуля с дискретным рядом спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования,
облучение удаленного в пространстве объекта составным пятном излучения от непересекающихся разночастотных лазерных лучей, сформированных оптическим конфигуратором передатчика,
регистрацию отраженного объектом излучения селективным по каждой частоте оптическим приемником на основе волоконно-оптического фотодиодного модуля, на частотах оптического передатчика.

9. Способ многочастотной лазерной локации по п.8, в котором дискретный ряд спектральных частот на основе плотного волнового мультиплексирования формируется в лазерном модуле, содержащем ряд ветвей резонаторов Фабри-Перо с общим выходным волокном, содержащим не глухое зеркало - общее для ряда ветвей резонаторов Фабри-Перо, а внутри каждой ветви резонатора содержится чип лазерного диода с глухим зеркалом резонатора с одной стороны, другой же излучающей стороной чип контактирует с одним из входных каналов мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов - мультиплексора лазерного модуля, общий выходной канал которого сопряжен с общим выходным волокном резонаторов Фабри-Перо, содержащим не глухое зеркало, и обеспечивает вывод излучения из лазерного модуля.

10. Способ многочастотной лазерной локации по п.9, в котором конфигурирование выходного излучения оптического передатчика, в виде пятна непересекающихся лучей, осуществляется посредством конфигуратора передатчика, для конфигурирования выходного излучения, вход которого соединен волокном с выходом лазерного модуля, и является общим входным каналом демультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов - демультиплексора конфигуратора передатчика, многоканальный выход которого сопряжен с оптическим конвертером конфигуратора, обеспечивающего вывод в пространство оптического излучения.

11. Способ многочастотной лазерной локации по п.10, в котором осуществляется оптическое усиление мощности всех частотных каналов в передатчике перед их конфигурированием в пучок непересекающихся лучей.

12. Способ многочастотной лазерной локации по п.8, в котором осуществляется регистрация отраженного от объекта сигнала посредством оптического приемника, содержащего на входе оптический конвертер приемника для регистрации и передачи по волокну излучения в общий канал мультиплексора на основе дифракционной решетки на массиве волноводов - мультиплексора фотодиодного модуля, каждый из выходных каналов которого сопряжен с чипом фотодиода, и имеет такую же полосу пропускания как и другие: мультиплексор лазерного модуля и демультиплексор конфигуратора передатчика.

13. Способ многочастотной лазерной локации по п.12, в котором обеспечивается согласование спектральных характеристик мультиплексора и демультиплексоров на основе дифракционной решетки на массиве волноводов наличием обратной связи по температуре посредством датчиков температуры, а также наличием термоэлектрических конвертеров, по меньшей мере, только в лазерном и фотодиодном модулях.

14. Способ многочастотной лазерной локации по п.13, в котором модуляция мощности излучения лазерного диода осуществляется прямой модуляцией тока лазерного диода или сорбционным модулятором (91), сформированным на излучающей стороне лазерного чипа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к технике лазерного, светового излучения и, в частности, может быть использовано для определения положения лазерного излучателя. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к технике обнаружения объектов, а именно к оптико-электронным системам видения удаленных объектов с использованием лазерной подсветки в инфракрасном спектральном диапазоне, и может быть использовано для разработки и создания тепловизионных систем и приборов, предназначенных для обнаружения и распознавания целей на больших расстояниях.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам наблюдения с измерением дальности до объекта. .

Изобретение относится к области информационно-измерительных систем и предназначается для решения задач измерения дальности и линейных размеров объектов по их цифровым фотографическим изображениям

Изобретение относится к области метеорологии и гляциологии и может быть использовано при определении толщины снежного покрова на склонах для прогноза лавинной опасности и определения снегонакопления в горах. Согласно заявленному способу с помощью лазерного дальномера, размещенного в долине, определяют расстояние до контрольной точки на склоне (L1), азимут (А1) и угол зондирования (β). Затем, сместив зондирующий луч на некоторое расстояние АВ по горизонтали влево или вправо, определяют расстояние (L2) до произвольной вспомогательной точки на склоне и азимут зондирования этой точки (А2). После этого из проекции на горизонтальную плоскость величин L1, L2 и АВ, образующих треугольник с соответствующими им сторонами b, а и с, определяют угол α между проекциями отрезков L1 и L2 на горизонтальную плоскость и по данному углу и проекциям сторон L1 и L2 находят истинное значение проекции АВ и углы φ и γ, образованные соответственно на стыке проекций отрезков L1 и L2 с проекцией отрезка АВ. Затем определяют экспозицию склона через азимут зондирования контрольной точки на склоне, либо через азимут зондирования произвольной вспомогательной точки на склоне или через азимут зондирования произвольной вспомогательной точки на склоне. Технический результат - повышение точности дистанционного измерения экспозиции склона. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Дальномер имеет частично совмещенные визирный, излучающий, приемный и проекционный каналы. Объективы всех каналов выполнены двухкомпонентными, первый компонент объектива визирного канала входит в состав объектива приемного и излучающего каналов. В дальномер входят первый компонент объектива визирного канала, призменная оборачивающая система с двумя дополнительными прямоугольными призмами и светоделительными покрытиями, второй компонент объектива визирного канала, сетка, окуляр, лазер, линзовый компонент излучающего канала, второй компонент объектива приемного канала, фотоприемное устройство, микродисплей, первый компонент проекционного канала, измеритель временных интервалов, вычислитель дальности, баллистический вычислитель, датчики температуры, давления, углов места цели, модули спутниковой навигации в системах NAVSTAR GPS и СНС ГЛОНАСС, внешний дисплей, компас и внешний разъем. Технический результат - повышение видимого увеличения визирного канала, уменьшение габаритных размеров и массы прибора, а также повышение удобства и скорости измерений, расширение функциональных возможностей. 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

В телевизионно-лазерном визире-дальномере установлена спектроделительная призма, на одной грани которой нанесена полевая диафрагма приемного канала лазерного дальномера, которая используется в качестве опорной марки, а на другой грани приклеено сферическое зеркало, проектирующее диафрагму в телекамеру визирного канала. В электронном блоке определяются координаты центра изображения диафрагмы относительно поля зрения визирного канала и строится телевизионное изображение прицельной марки в соответствии с полученными координатами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к лазерной технике к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив излучателя и лазерный излучатель, эквивалентное тело свечения которого габаритами А×В расположено в фокальной плоскости объектива излучателя. Объектив излучателя состоит из первого цилиндрического компонента с фокусным расстоянием f1≥В/β, образующая цилиндра которого перпендикулярна минимальному габариту В тела свечения, и второго цилиндрического компонента с фокусным расстоянием f2, образующая цилиндра которого перпендикулярна максимальному габариту А тела свечения. Расстояния от цилиндрических компонентов до эквивалентного тела свечения равны l1 для первого цилиндрического компонента и l2 для второго. Первый цилиндрический компонент имеет второй цилиндрический профиль, перпендикулярный его первому цилиндрическому профилю и обеспечивающий фокусное расстояние f 1 * , причем расстояние l1=f1-Δf, расстояние l2≤L, фокусные расстояния f 2 ≤ f 2 ' l 3 f 2 ' − l 1 и f 1 * ≤ − f 2 ' ( f 2 − l 3 ) f 2 ' − f 2 , где f 2 ' ≥ A / α , l3=(l2-l1), L - максимально допустимый габарит объектива излучателя вдоль его продольной оси, α и β - угловые размеры удаленного объекта, соответствующие максимальному А и минимальному В габаритам эквивалентного тела свечения, Δf - расстояние между главными плоскостями первого и второго цилиндрических профилей первого цилиндрического компонента. Технический результат заключается в обеспечении возможности сокращения размеров оптической системы излучателя без уменьшения мощности выходного излучения и без увеличения массы дальномера. 4 ил.

Изобретение относится к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив излучателя и лазерный излучатель, эквивалентное тело свечения которого габаритами А×В расположено в фокальной плоскости объектива излучателя. Объектив состоит из цилиндрического первого оптического компонента с фокусным расстоянием f1, образующая которого перпендикулярна минимальному габариту В тела свечения, и второго оптического компонента. Второй компонент симметричен относительно оси объектива и имеет фокусное расстояние f2 ≥ А/α, где α - угловой размер удаленного объекта, соответствующий по ориентации максимальному габариту А тела свечения. Параметры оптических компонентов удовлетворяют условиям f 1 = l 1 ϕ 2 ϕ − ϕ 2 ; В / β ≤ f ≤ f 2 t g ( θ α / 2 ) t g ( θ β / 2 ) , где f - фокусное расстояние системы; β - угловой размер удаленного объекта, соответствующий габариту B, ϕ2=1/f2; ϕ=1/f; l1=f2-l; l - расстояние между компонентами; θα - угол расходимости в плоскости габарита А; θβ - угол расходимости габарита В. Причем второй оптический компонент имеет возможность регулировки расстояния l2=f2+Δf2 для изменения углов расходимости выходного излучения. Технический результат заключается в упрощении изготовления устройства при сохранении габаритов и КПД. 5 ил.

Способ включает детектирование отраженных импульсов света, оцифровывание принятых сигналов, расчет дальностей до объектов и скоростей движущихся объектов, определение угловых координат. При оцифровывании сигналы дифференцируют. Одновременно измеряют временные интервалы между моментами излучения и частями дифференцированных сигналов, соответствующих фронтам принятых импульсов света, и временные интервалы t2 между частями дифференцированных сигналов, соответствующих фронтам и спадам принятых импульсов света. Рассчитывают скорости υ движущихся объектов: υ = c ⋅ ( 1 − t 2 t 1 ) , где с - скорость света в среде; t1 - длительность излученного импульса света. Устройство содержит блок оцифровывания сигнала, выполненный из многоканального измерителя временных интервалов и n-дифференциаторов, входы которых соединены с выходами фоточувствительных элементов, а выходы - с входами сигналов многоканального измерителя временных интервалов, выход которого соединен с входом блока управления. Технический результат - одновременность и точность обнаружения объектов, измерения скорости движения объектов, расстояний и угловых координат. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной компоненты перемещения объекта при воздействии на него различных силовых факторов. Техническим результатом является расширение диапазона применения и упрощение обработки результатов измерения при несовпадении линии визирования с направлением перемещения объекта. Способ измерения линейных перемещений объекта заключается в том, что лазерным дальномером проводят не менее двух измерений дальности до объекта. Линию визирования дальномера направляют на жестко связанную с объектом плоскую поверхность, которую выбирают или размещают на объекте таким образом, что она пересекает линию визирования дальномера и линию направления перемещения объекта, и тарируют дальномер, определяют разность дальностей до и после перемещения дальномера, вычисляют тарировочный коэффициент по формуле К=А/П, где А - перемещение дальномера; П - разность дальностей до и после перемещения дальномера. Измеряют перемещения объекта, величину которых определяют по формуле B=K(R-R), где R и R соответственно предыдущая и последующая дальности до объекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к приемной линзовой системе для оптического дальномера, а также к оптическому дальномеру с такой приемной линзовой системой. В заявке описана приемная линзовая система (7) для оптического дальномера (1), предназначенная для приема отраженного от объекта оптического излучения и имеющая расположенную на траектории (6) принимаемых лучей полимерную линзу (12) и стеклянную линзу (11), расстояние между которыми является регулируемым, за счет выполнения полимерной линзы регулируемой по положению относительно неподвижной стеклянной линзы. А также оптический дальномер с приемной линзовой системой. Технический результат - регулирование фокусного расстояния приемной линзовой системы, уменьшение чувствительности к воздействию температуры и/или влаги и/или к загрязнению. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство калибровки принимает входные данные двух опорных изображений и множественных элементов данных параллакса. Два опорных изображения захватываются одним из устройств формирования изображения в двух местоположениях. Данные параллакса вычисляются с использованием двух опорных изображений и двух соответственных изображений на основании положений множества характерных точек, общих для опорного изображения и соответственного изображения для каждой пары. Два соответственных изображения фиксируются другим из устройств формирования изображения в тех же местоположениях. Устройство осуществляет поиск множества характерных точек, общих для двух опорных изображений, и вычисляет параллакс и величину изменения параллакса на основании данных параллакса, относящихся к соответствующим характерным точкам в двух опорных изображениях для каждой из отыскиваемых характерных точек. Вычисление корректирующего значения для параметра производят на основании вычисленных параллаксов и величин изменения параллакса. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх