[发明专利]一种菲涅尔式激光发射镜筒和激光发射器

说明书

本发明公开一种菲涅尔式激光发射镜筒和激光发射器，其中菲涅尔式激光发射镜筒包括镜筒、激光器、激光器压圈和镜头，激光器位于镜筒内部，靠近镜筒的一端，由激光器压圈压紧，镜头为菲涅尔式镜头，固定在镜筒另一端的端口处，菲涅尔式镜头一侧是平面，另一侧是光学折射表面。本发明的激光发射镜筒产生系列分光束，其最终合成为一个近似圆柱状等径光斑的光束，有效解决了普通光束在近距离处光斑太小、远距离处光斑太大的问题。由此解决了激光交战中近距离难以击中目标的难题，并促进了训练中武器性能模拟的逼真度提高。

技术领域

本发明涉及激光发射技术领域，特别涉及一种菲涅尔式激光发射镜筒和激光发射器，应用于射击训练中有关激光交战对抗，属于武器训练、武器模拟和仿真相关的领域。

背景技术

部队训练中经常用激光对射来模拟实际战斗，交战训练的双方都在枪、炮上安装了激光发射器，在做发射子弹的动作时，即发射激光，每个参训的人员或车辆上都穿戴或安装有激光接收器，当激光照射到接收器上，被接收器感应出来时，即判该人员或车辆被击中。通过激光交战的方式来进行对抗训练，可以较好地模拟实地的交战效果。

在上述训练中的武器(枪或炮)上，都安装了激光发射器，激光发射器中包含了激光发射镜筒。激光束从该发射镜筒中射出，光束在目标所在的距离上形成一个光斑，在该光斑的范围内，接收器可接收到激光的信号。在光斑以外，其实还是有可能有激光辐射，但是由于光强小而使得接收器无反应。因此定义所述光斑为光束中，在一定距离的截面上能被接收器感应的区域。

按常规的激光束传输特性，必定都具有一定的发散度。由此导致在射击距离增加时，光斑将变大。在距离较大时，由于光束截面也较大，由于激光的总能量有限，使得大面积截面下的激光照度(或各个点上的强度)下降，由于光斑中心的强度大于边缘外围的强度。在距离很远时，仅有光束中心部分的区域照度(或强度)还能够使得接收器反应，即光斑表现为光束中心较小的区域，随着距离的进一步增大，当中心点的照度(或强度)小于接收器灵敏度时，接收器就没有反应了，也即测不到光斑，即到达了光束照射的极限距离。

由上可见激光束的光斑表现为近小远大、再远又变小的特点。在激光交战训练中，如果光斑大了则容易击中目标，若光斑小了则难以击中目标。因此迫切需要一种能发射出一束光斑直径大小不变的激光束，用来进行交战对抗训练。

发明内容

为了解决上述激光束光斑近小远大的问题，本发明设计了一种菲涅尔式激光发射镜筒和激光发射器，将一个光束分解为多个光束，多个光束分别形成相应的光斑，作用在远近连续的各个距离上，各个光斑大小相同，由此拟合形成了近似柱状的等径光斑光束。

本发明一方面提供一种菲涅尔式激光发射镜筒，其包括镜筒、激光器、激光器压圈和镜头，所述激光器位于所述镜筒内部，靠近所述镜筒的一端，由所述激光器压圈压紧，所述镜头为菲涅尔式镜头，固定在所述镜筒另一端的端口处，所述菲涅尔式镜头一侧是平面，另一侧是光学折射表面。

进一步的，所述菲涅尔式镜头包括至少3个分镜头，所述分镜头为同心圆环结构，每个分镜头都有独立的光学折射表面。

进一步的，所述分镜头被设置为：调整除最内层圆环以外其他各层圆环宽度，使各分镜头光学折射表面生成的最大光斑的高度趋于一致。

更进一步的，每个分镜头的所述最大光斑直径相同。

进一步的，每个分镜头的光学折射表面的曲率半径被设置为满足以下条件：