[发明专利]一种基于四象限探测器和二维光栅的高精度激光告警装置

说明书

本发明属于激光告警技术领域，具体涉及一种基于四象限探测器和二维光栅的高精度激光告警装置，包括视场压缩系统、半透半反镜、角度粗测模块和角度精测模块，所述视场压缩系统的光路方向上设置有半透半反镜，所述半透半反镜的反射光路上设置角度粗测模块，所述半透半反镜的透射光路上设置有角度精测模块。所述第一后置镜头设置在半透半反镜的反射光路上，所述四象限探测器设置在第一后置镜头的光路方向上，所述四象限探测器通过导线与粗测控制及数据处理电路连接。相比较于现有技术，本发明突破传统激光告警的瓶颈，采用了四象限探测器与二维光栅，成本低且可以实现大视场和高的角度分辨率。本发明用于激光的告警。

技术领域

本发明属于激光告警技术领域，具体涉及一种基于四象限探测器和二维光栅的高精度激光告警装置。

背景技术

为实现敌方来袭激光的高精度探测，各国研制的激光告警系统多达几十种，军用激光设备的激光主要工作在0.4～1.6μm波段，现有激光告警技术主要分为光谱识别型和相干识别型。光谱识别型激光测试仪器可分为非成像型和成像型两种类型。非成像型主要通过特定空间分布的光电二极管阵列来确定激光光源的方位，其角度分辨率大小与光电二极管的个数和分布有关，这种测试方法角度分辨率低，并且只能够探测到某些特定波长的激光，分辨不出波长大小，虚警率较高；成像型多采用广角远心鱼眼透镜和CCD或PSD器件等构成的结构，CCD像元尺寸在μm量级的结构特点，使得测试仪器角度分辨率较高，但是也只能探测到特定波长的激光，分辨不出波长大小问题。相干识别型激光测试方法主要利用激光的相干性进行判别，这种方法光学系统复杂，工艺要求高，并且由于形成的干涉图样复杂，数据处理也比较困难。现有光栅衍射型多采用一维光栅，通过0级光位置判别来袭激光方向角和俯仰角，通过0级光和1级光距离测得来袭激光保持，但该方式视场和角度分辨率无法同时提高。

发明内容

针对上述现有激光告警技术分辨不出波长大小、虚警率较高的技术问题，本发明提供了一种成本低、视场大、角度分辨率高的基于四象限探测器和二维光栅的高精度激光告警装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于四象限探测器和二维光栅的高精度激光告警装置，包括视场压缩系统、半透半反镜、角度粗测模块和角度精测模块，所述视场压缩系统的光路方向上设置有半透半反镜，所述半透半反镜的反射光路上设置角度粗测模块，所述半透半反镜的透射光路上设置有角度精测模块。

所述角度粗测模块包括第一后置镜头、四象限探测器、粗测控制及数据处理电路，所述第一后置镜头设置在半透半反镜的反射光路上，所述四象限探测器设置在第一后置镜头的光路方向上，所述四象限探测器通过导线与粗测控制及数据处理电路连接。

所述角度精测模块包括二维光栅、第二后置镜头、面阵探测器、精测控制及数据处理电路，所述二维光栅设置在半透半反镜的透射光路上，所述二维光栅的衍射光路上依次设置有第二后置镜头、面阵探测器，所述面阵探测器通过导线与精测控制及数据处理电路连接。

所述视场压缩系统将入射激光压缩，所述入射激光经半透半反镜反射进入第一后置镜头，所述第一后置镜头将光斑成像在四象限探测器上时，所述四象限探测器会将入射光强转化成相应光电流信号输出至粗测控制及数据处理电路，当入射激光的角度发生变化时，所述四象限探测器每个象限对应的光电流就会发生变化，通过对四个象限的光电流信号进行算法处理，确定入射激光的光斑的质心位置，从而实现光斑的位置检测，最终实现入射激光角度的粗测。

所述视场压缩系统将入射激光压缩，所述入射激光经半透半反镜透射进入二维光栅，然后经过二维光栅衍射出衍射光，所述衍射光分为x和y方向，所述衍射光经过第二后置镜头汇聚在面阵探测器上形成光斑，通过精测控制及数据处理电路对面阵探测器上光斑位置的算法处理，从而实现入射激光的角度精测。

所述通过对四个象限的光电流信号进行算法处理，确定入射激光的光斑的质心位置，从而实现光斑的位置检测的方法为：