[发明专利]抗激光损伤自适应防护装置和应用该装置的光学探测系统

说明书

本发明涉及光学系统技术领域，具体涉及一种用于光学探测系统抗激光损伤的自适应防护装置和应用该装置的光学探测系统。该防护装置由分光光栅、防护单元、合束光栅组成。其中分光光栅用于将入射的光线按照波长投射到薄膜防护阵列模块上不同的位置，而防护单元采用一体式分区域设计或分体设计，分为相变单元和反射单元，将探测器工作波段内的光线投射到防护单元的相变单元区域，将探测器工作波段外的光线投射到防护单元的反射单元区域。本发明有利于在工业、遥感等领域中，自适应快速滤除高能量激光，保护光学探测系统不被致盲或损伤，提高设备性能。

技术领域

本发明涉及光学系统技术领域，具体涉及一种用于光学探测系统抗激光损伤的自适应防护装置和应用该装置的光学探测系统。

背景技术

光学探测系统被广泛应用于工业、遥感等领域，例如红外探测、可见光成像、光电侦查设备、光电告警防护装置、视频监视器等。由于光学探测系统具有一定的聚焦放大功能，而且光学元件、探测器等又是激光易损部件，因此，光学探测系统容易受到高能激光的影响而致盲或损伤。近年来，随着激光定向干扰/致盲/损伤防护装置的快速发展，光学探测系统面临的激光威胁越来越严重。

为了提高光学探测系统的抗激光损伤能力，目前，研究较多的是钒氧化物相变防护材料。典型代表材料为二氧化钒，VO₂薄膜在正常工作时，具有较高的光学透过率，保证探测器能正常工作；当受到激光照射时，薄膜迅速吸热发生半导体金属相变，光学特性由高透过变为低透过，阻止激光通过；待干扰激光消失后，薄膜迅速发生可逆相变，又恢复高透状态，探测器仍能继续工作。VO₂薄膜在激光防护方面具有应用前景，但是采用VO₂薄膜对波段外的高能激光进行防护时探测器无法正常工作，影响系统功能。对于目前典型的激光武器，能发射的高能激光波段有限，多数处于光电探测系统的探测波段之外，因此使用VO₂薄膜等单一防护手段的防护效果有较大的使用局限性。

在现有技术中，一项名称为“一种对抗激光致盲的红外光学系统及其方法”的中国发明专利(授权公告号为CN105865268B)公开了一种抗激光致盲的技术方案，该专利在导弹制导系统中共口径设置了中波成像探测单元和中波激光四象限探测单元，当红外目标辐射强度小于一定阈值时，导弹制导系统使用中波成像探测单元进行探测跟踪，当红外目标辐射强度达到一定阈值时，通过关闭片门组片来保护中波成像探测单元，同时通过一转换逻辑防护装置将中波成像探测单元切换转向到中波激光四象限探测单元，继续为导弹制导系统提供探测数据。由于中波激光四象限探测单元的进光通量远小于中波成像探测单元的进光量，因此当红外目标辐射强度超过中波成像探测单元承受阈值时，中波激光四象限探测单元所接收到的信号强度还处于探测器承受阈值以内，这时切换到中波激光四象限探测单元为导弹制导系统提供探测数据，进而能够达到对抗激光致盲的效果。但该专利的方案不但需要专门对探测器接收的信号强度进行监测的监测装置和探测单元转换的切换装置，还需要两组光学探测系统和两组信号处理系统，方案成本较高；由于中波激光四象限探测器只有四个像元，其工作原理决定了中波激光四象限探测器的目标方位信息测量精度远低于中波面阵成像探测器，当切换到中波激光四象限探测单元时，可能会导致导弹制导系统误差太大；另外，如果入射进中波激光四象限探测单元的信号的强度超过了探测器的阈值，该方案依旧会损坏探测器，防护效果不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光学探测系统抗激光损伤的自适应防护装置以解决目前采用设置两种探测系统并使用片门组件进行切换导致防护装置成本高、即时性差、防护效果不好的问题。同时还提供一种应用该装置的光学探测系统。