[实用新型]一种浮空器激光中继镜系统

说明书

本实用新型提供一种浮空器激光中继镜系统，包括激光器、光束控制单元、中继镜单元；激光器以及光束控制单元设置在地面，中继镜单元设置在浮空器上；激光器发射出的光束经光束控制单元传输至中继镜单元，光束经中继镜单元聚焦发射到目标。本实用新型具备把地面上的激光能量通过浮空器上的中继镜单元传输至任何海拔高度处的目标上的功能。

技术领域

本实用新型属于激光能量传输技术领域，具体涉及一种浮空器激光中继镜系统。

背景技术

激光中继镜系统是通过放置在中继平台上的中继镜接收地面光源向其发射的激光束，接收光束经系统校正净化后重定向聚焦发射到目标上，从而完成激光能量的远距离传输。

现有的中继平台一般包括起重机、无人机和浮空器。2006年8月，美国空军研究实验室与波音公司在科特兰空军基地进行了中继境系统外场演示试验。实验中，激光中继重定向能量传输装置由起重机吊至距地面在30m处，用一束数十瓦低功率地面激光从5km外射向接收望远镜，发射望远镜成功地将激光射向3km外的地基靶板上。但是起重机中继平台高度有限的缺点，只适合进行激光中继重定向能量传输装置的演示实验。

公开号为CN 108919289，公开日为2018年11月30日的发明专利提出了一种无人机激光中继重定向能量传输装置的方案。但是无人机中继镜系统装置存在滞空时间短、载荷重量和体积相对较小的缺点。

浮空器是一种依靠浮升气体升高的航空飞行器，具有灵活机动、低成本、长期留空和载荷的重量和体积大等优点，所以更适合于激光中继镜系统的中继平台。

实用新型内容

针对现有激光中继镜系统存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种浮空器激光中继镜系统，具备把地面上的激光能量通过浮空器上的中继镜单元传输至任何海拔高度处的目标上的功能。

为实现本实用新型的技术目的，采用以下技术方案：

一种浮空器激光中继镜系统，包括激光器、光束控制单元、中继镜单元；激光器以及光束控制单元放置在地面，中继镜单元放置在浮空器上；激光器发射出的光束经光束控制单元传输至中继镜单元，光束经中继镜单元聚焦发射到目标。

本实用新型中，所述光束控制单元包括1#分光镜、倾斜镜、1#全反射平面镜、1#全反射凸双曲面镜、1#全反射凹双曲面镜、角锥、聚焦透镜和阵列探测镜；

沿激光器发射出的光束中的大部分光经1#分光镜反射后，依次经倾斜镜、1#全反射平面镜、1#全反射凸双曲面镜、1#全反射凹双曲面镜反射至中继镜单元；

沿激光器发射出的光束中的其余小部分光经1#分光镜透射至角锥又原路反射回1#分光镜，经1#分光镜反射出的反射光经聚焦透镜后在阵列探测器上成像。

本实用新型中，所述中继镜单元包括信标激光器、2#分光镜、2#全反射平面镜、2#全反射凸双曲面镜、2#全反射凹双曲面镜、3#全反射凸双曲面镜、3#全反射凹双曲面镜；

光束控制单元发射出的激光光束传输至中继镜单元中的2#全反射凹双曲面镜，依次经2#全反射凹双曲面镜、2#全反射凸双曲面镜、2#全反射平面镜、2#分光镜、3#全反射凸双曲面镜、3#全反射凹双曲面镜反射后，聚焦传输至目标；

中继镜单元中的信标激光器发射出的信标光经2#分光镜、2#全反射平面镜、2#全反射凸双曲面镜、2#全反射凹双曲面镜的反射后，传输至地面上的光束控制单元中的1#全反射凹双曲面镜，依次经1#全反射凹双曲面镜、1#全反射凸双曲面镜、2#全反射平面镜、倾斜镜反射至1#分光镜，经1#分光镜透射后经聚焦透镜后在阵列探测器上成像。

其中，1#分光镜对激光器发射出的光束高反，对信标激光器发射出的信标光全透。2#分光镜对激光器发射出的光束高反，对信标激光器发射出的信标光全透。