[发明专利]一种基于棱镜的大视场激光告警装置

权利要求书

1.一种基于棱镜的大视场激光告警装置，其特征在于：包括视场压缩系统(1)、梯形棱镜(2)、透镜(3)、面阵探测器(4)，所述视场压缩系统(1)的光路方向上设置有梯形棱镜(2)，所述梯形棱镜(2)的光路方向上设置有透镜(3)，所述透镜(3)的光路方向上设置有面阵探测器(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于棱镜的大视场激光告警装置，其特征在于：所述面阵探测器(4)通过导线连接有控制及数据处理电路(5)。

3.根据权利要求1所述的一种基于棱镜的大视场激光告警装置，其特征在于：所述面阵探测器(4)采用焦平面面阵探测器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于棱镜的大视场激光告警装置的测量方法，其特征在于：包括下列步骤：

S1、当来袭激光进入激光告警系统，首先经过视场压缩系统对来袭激光的入射角度进行压缩；

S2、被压缩后的来袭激光进入梯形棱镜然后被分光成三个方向的光束；

S3、所述三个方向的光束再经过透镜将光束汇聚，最终在面阵探测器上形成三个光斑；

S4、在面阵探测器后接入控制及数据处理电路，通过对光斑信息的处理得出光斑的中心坐标，最终实现对来袭激光的波长、方位角及俯仰角测量。

5.根据权利要求4所述的一种基于棱镜的大视场激光告警装置的测量方法，其特征在于：所述S2和S3中三个方向的光束根据梯形棱镜的分光原理分成I部分、II部分和III部分，所述I部分、II部分和III部分经过梯形棱镜及透镜后在面阵探测器上呈现出三个光斑，所述I部分光束成像光斑中心坐标记为(x₁，y₁)，所述II部分光束成像光斑中心坐标为(x，y)，所述III部分光束成像光斑中心坐标记为(x_-1，y_-1)。

6.根据权利要求4所述的一种基于棱镜的大视场激光告警装置的测量方法，其特征在于：所述S4中对来袭激光的波长、方位角及俯仰角测量的方法为：包括下列步骤：

S4.1、由于梯形棱镜色散力随波长不同而变化，即不同波长的光在介质中的传播速度不同，从而折射率不同，因此根据光斑中心坐标计算出梯形棱镜n的折射率；

S4.2、通过对应不同的折射率计算出来袭激光的波长；

S4.3、计算得出经视场压缩系统后的方位角α及俯仰角β，从而计算得出来袭激光的方位角α₀及俯仰角β₀。

7.根据权利要求6所述的一种基于棱镜的大视场激光告警装置的测量方法，其特征在于：所述S4.1中计算出梯形棱镜n的折射率的方法为：

根据折射定理及几何关系得出：

i₁＝α-θ+90°

由上式推出：

又根据折射定理得出：

从而求出：

所述i₁为第一次折射的入射角，所述i₁’为第一次折射的出射角，所述i₂为第二次折射的入射角，i₂’为第二次折射的出射角；所述a＝sin i₁，所述b＝sin i′₂，所述α为经过视场压缩后的方位角，所述θ为梯形棱镜的顶角，所述f为透镜的焦距，所述n为梯形棱镜的折射率。