Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (07.2022) : Полунатурное моделирование углового согласования осей диаграммы направленности зондирующего и маркерного лазерных излучений высокоточной лазерной локационной системы

Полунатурное моделирование углового согласования осей диаграммы направленности зондирующего и маркерного лазерных излучений высокоточной лазерной локационной системы

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-07-45-58

УДК 621.373.826

Константин Константинович Коленчиков1, Владимир Александрович Малинов2*, Николай Ильич Павлов3, Владимир Сергеевич Попиков4, Нина Ивановна Потапова5, Александр Ваникович Чарухчев6

Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения, г. Сосновый Бор Ленинградской области, Россия

1kolenchikovKK@niioep.ru          https://orcid.org/0000-0003-4753-0132

2malinovVA@niioep.ru https://orcid.org/0000-0003-2056-6135

3pavlovNI@niioep.ru     https://orcid.org/0000-0002-1641-8319

4popikovVS@niioep.ru  https://orcid.org/0000-0002-3016-962x

5potapovaNI@niioep.ru https://orcid.org/0000-0003-0520-2077

6l41@niioep.ru                 https://orcid.org/0000-0002-8601-6163

Аннотация

Предметом исследования является система автоподстройки, предназначенная для измерения и минимизации в автоматическом режиме углового рассогласования оси зондирующего пучка с осью пучка маркерного излучения, имитирующего оптическую ось приемного канала лазерной локационной системы. Основное внимание уделяется исследованию характеристик базовых элементов измерительной системы (лазерных излучателей, управляемых оптико-механических элементов и датчиков, измеряющих угловое положение лазерных пучков), применение которых способно обеспечить угловое согласование осей зондирующего и маркерного пучков c прецизионной точностью. Целью работы является развитие методологии полунатурного моделирования высокоточной лазерной локационной системы в части проектирования и исследования углового совмещения осей диаграмм направленности зондирующего и маркерного лазерных излучений. Методом исследования является полунатурное моделирование углового согласования осей диаграмм направленности зондирующего и маркерного излучений, реализованное с помощью специально созданной лазерной установки. Основные результаты включают оригинальную лазерную установку, созданную для полунатурного моделирования углового согласования осей диаграммы направленности зондирующего (1064 нм) и маркерного (671 нм) излучений лазерной локационной системы c рассогласованием осей не более одной угловой секунды. Установка обеспечивает периодическую ретрансляцию изображений лазерных пучков на поляризационный узел сопряжения их осей с помощью пространственных фильтров. С ее помощью получены экспериментальные данные о позиционных характеристиках квадрантного фотодиода и цифровой камеры с матрицей КМОП, используемых в узле согласования лазерных пучков. Показано, что использование такой цифровой камеры предпочтительнее, поскольку не требует знания ее позиционной характеристики. Выявлено произвольное рассогласование совмещенных лазерных пучков, связанное с угловой нестабильностью генерируемого лазерного излучения. Показана возможность автоматизированного управления угловым совмещением осей импульсного зондирующего и непрерывного маркерного лазерных излучений с помощью моторизованного зеркала, установленного вне оптической схемы маркерного излучателя, а также предложен алгоритм функционирования маркерного излучателя в этом режиме. Научная новизна работы определяется оригинальностью измерительной лазерной установки, полученными с ее помощью экспериментальными данными о характеристиках элементной базы канала маркерного излучения, и возможностью автоматизированного управления угловым совмещением осей импульсного и непрерывного лазерных излучений с применением моторизованных зеркал. Практическая значимость работы заключается в развитии метода полунатурного моделирования углового согласования осей диаграмм направленности зондирующего и маркерного излучений для процесса проектирования высокоточных лазерных локационных систем, функционирующих в ближнем инфракрасном диапазоне спектра.

Ключевые слова: лазерная локационная система, полунатурное моделирование, угловое согласование зондирующего и маркерного лазерных пучков, квадрантный фотодиод

Ссылка для цитирования: Коленчиков К.К., Малинов В.А., Павлов Н.И., Попиков В.С., Потапова Н.И., Чарухчев А.В. Полунатурное моделирование углового согласования осей диаграммы направленности зондирующего и маркерного лазерных излучений высокоточной лазерной локационной системы // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 7. С. 45–58. DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-07-45-58

Коды OCIS: 040.0040, 120.0120, 140.0140, 280.0280

 

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1.    Васильев В.П. Современное состояние высокоточной лазерной дальнометрии // УФН. 2018. Т. 188. № 7. С. 790–797.

2.   Барышников Н.В., Карачунский В.В., Свигач О.А. Современные методы проектирования систем автоюстировки высокоточных оптико-электронных приборов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2011. С. 128–142.

3.   Гарнов С.В., Моисеева А.В., Носатенко П.Я., Фомин В.Н, Церевитинов А.Б. Оценка характеристик перспективного орбитального лазерного локатора для мониторинга космического мусора // Тр. института общей физики им. А.М. Прохорова РАН. 2014. Т. 70. С. 26–39.

4.   Денищик Ю.С., Дрюченко А.М., Нагай И.В. Лазерная локация спутников // Вісник Астрономічної школи — Astronomical School's Report. 2002. Т. 3. № 2. С. 58–69.

5.   Старовойтов Е.И., Савчук Д.В. Методы математического моделирования в проектировании бортовых лазерных локационных систем космических аппаратов // Радиостроение. 2021. № 03. С. 13–35. DOI: 10.36027/rdeng.0321.0000195

6.   Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: Высш. школа, 1983. 207 с.

7.    Пискунов Т.С. Метод определения углового рассогласования оптических осей приемного и передающего каналов высокоточных лазерных оптико-электронных комплексов // Автореферат канд. дис. М.: МГТУ, 2018. 20 с.

8.   Пискунов Т.С., Барышников Н.В., Животовский И.В., Чибисов П.В. Точностные характеристики устройства параллельного переноса пучка лазерного излучения, построенного на основе пентапризм // Успехи современной радиоэлектроники. 2015. № 3. С. 140–146.

9.   Li L., Zhang R., Xie G., Ren Y., Zhao Z., Wang Z., Liu C., Song H., Pang K., Bock R., Tur M., Willner A.E. Experimental demonstration of beaconless beam displacement tracking for an orbital angular momentum multiplexed free-space optical link // Opt. Lett. 2018. V. 43. № 10. P. 2392–2395. https://doi.org/10.1364/OL.43.002392

10. Lamberson S., Schall H., Shattuck P. The airborne laser // Proc. SPIE. 2007. V. 6346. P. 63461M-1–63461M-8.

11.  Manojlovic L.M. Quadrant photodetector sensivity // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 20. P. 3461–3469.

12.  Chen M., Yang Y., Jia X., Gao H. Investigation of positioning algorithm and method for increasing the linear measurement range for four — quadrant detector// Optik — Int. J. Light Electron Opt. 2013. № 124. P. 6806–6809. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijleo.2013.06.010

13.  Lu C., Zhai Y.-S., Wang X.-J., Guo Y.-Y., Du Y.-X., Yang G.-S. A novel method to improve detecting sensitivity of quadrant detector // Optik — Int. J. Light Electron Opt. 2014. № 125. P. 3519–3523. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijleo.2014.01.059

14.  Wu J., Chen Y., Gao S., Li Y., Wu Z. Improved measurement accuracy of spot position on an InGaAs quadrant detector // Appl. Opt. 2015. V. 54. № 27. P. 8049–8054. http://dx.doi.org/10.1364/AO.54.008049

15.  Li Q., Wu J., Chen Y., Wang J., Gao S., Wu Z. High precision position measurement method for laguerre-gaussian beams using a quadrant detector // Sensors. 2018. № 18. P. 4007. DOI: 10.3390/s18114007

16.  Guo R., Shi K., Ma J., Jiang R., Yu S. Built-up system by four-quadrant detector in high power laser system // Key Engineering Materials. 2013. V. 352. P. 415–419. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.552.415

17.  Александров В.А., Андраманов А.В., Бельков С.А., Бородин В.Г., Бубнов И.А, Гаганов В.Е., Гаранин С.Г., Коленчиков К.К., Комаров В.М., Князев В.К., Малинов В.А., Мигель В.М., Попиков В.С., Смирнов И.А., Соломатин И.И., Филиппов В.Г., Чарухчев А.В. Система автоматической юстировки многопроходного восьмиканального силового модуля мегаджоульного лазера // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 11. С. 39–49. DOI: 10.17586/1023-5086-2018-85-11-39-49

18.       Бородин В.Г., Комаров В.М., Малинов В.А, Мигель В.М., Никитин Н.В., Попов В.С., Потапов С.Л, Чарухчев А.В., Чернов В.Н. Лазерная установка «Прогресс-П» с усилением чирпированного импульса в неодимовом стекле // Квант. электрон. 1999. Т. 29. № 2. С. 101–105.