[发明专利]一种快速高精度调焦的激光防御系统及方法

摘要

本发明提供一种快速高精度调焦的激光防御系统及方法，包括：主镜、倾斜调焦次镜、分束镜、哈特曼传感器、主激光发射系统、照明系统和控制器。倾斜调焦次镜为光学系统的一部分，与主镜组成光学接收和发射系统，由哈特曼传感器给出倾斜和离焦误差通过计算得到校正量实时对接收光信号进行倾斜和离焦校正；哈特曼传感器用于探测波前倾斜和离焦，测量结果用于倾斜闭环和离焦校正闭环。本发明中调焦系统相比传统调焦系统更加快速、对焦精度更高，实现更加快速和更高能量密度的激光主动防御；将倾斜镜和调焦次镜结合，节省了必要功能器件，使光学系统更加紧凑。

主权项

1.一种快速高精度调焦的激光防御系统，其特征在于，包括：主镜、倾斜调焦次镜、分束镜、哈特曼传感器、主激光发射系统、照明系统和控制器；接收光依次经过主镜反射、倾斜调焦次镜反射、分束镜反射至哈特曼传感器；发射激光依次经过分束镜透射、倾斜调焦次镜反射、主镜反射发射出系统；/n所述照明系统，发射激光照明搜索区域为哈特曼传感器提供光信号；/n所述主镜为光学系统的一部分，对光束起会聚作用；/n所述倾斜调焦次镜为光学系统的一部分，与所述主镜组成光学接收和发射系统，为快速高精度调焦的主要器件，另外还具有倾斜校正的功能，可代替传统光学器件中的调焦次镜和倾斜镜；所述倾斜调焦次镜由四轴驱动器和镜面组成，四轴驱动器为包括压电陶瓷或音圈电机的快速响应驱动器，四轴驱动器长度分别为L1、L2、L3、L4，分解为以下表达式：/nL1＝L-ΔL_X；L2＝L-ΔL_Y；L3＝L+ΔL_X；L4＝L+ΔL_Y；/nL为四轴驱动器的平均长度，改变L在空间上改变主镜和倾斜调焦次镜的距离实现快速调焦；另外倾斜调焦次镜还具有快速校正倾斜误差的功能，公式中ΔL_X和ΔL_Y分别表示X方向和Y方向倾斜调节量；/n由所述哈特曼传感器，给出倾斜和离焦误差通过计算得到校正量实时对接收光信号进行倾斜和离焦校正；/n所述哈特曼传感器，用于探测波前倾斜和离焦，测量结果用于倾斜闭环和离焦校正闭环，经闭环校正后哈特曼接收波前趋近于平面波；/n所述主激光发射系统，输出1-10kW高功率单波长激光作为目标打击的主要手段，主激光发射波段与照明激光不同；工作之前需要将发射波面初始状态校准成平面波或哈特曼标定波面，在经过闭环校正后发射激光将聚焦于目标点；/n所述分束镜，用于将主激光发射波段与照明波段区分开，使哈特曼传感器不受到主激光发射光的干扰；/n所述控制器，用于接收哈特曼探测器信号，计算波前倾斜和离焦，控制倾斜调焦次镜进行校正，控制照明和主激光发射系统。/n