DE10252685B4 - Device with a laser arrangement for the irradiation of a target - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
mit einer Laseranordnung (2) und einer der Laseranordnung (2) nachgeschalteten Sendeoptik
(3) zur Bestrahlung eines Zieles (5), wobei es sich bei der Laseranordnung
(2) um ein Oszillator-Verstärker-System
(6) handelt, dem ein optischer Leistungsverstärker (14) nachgeschaltet ist,
der seinerseits mit einer Signalauswerteeinheit (19) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– das Oszillator-Verstärker-System
(6) einen optischer Oszillator (7) umfasst, der für einen
Niedrigenergielaser als Richtlaser und einen gepulsten Hochenergielaser
gemeinsam verwendet wird, wozu dieser zwei unterschiedliche aktiven
Medien (11, 12) umfasst, so dass
– der optische Oszillator (7)
in seiner ersten Betriebsart als Richtlaser arbeitet und in dieser
Betriebsart das erste aktive Medium einen gepulsten Betrieb mit
einer Repetitionsrate > 5
kHz oder einen kontinuierlichen Betrieb erlaubt und wobei der optische
Oszillator (7) in seiner zweiten Betriebsart als Oszillator des
Hochenergielasers arbeitet und in dieser Betriebsart das zweite
aktive Medium einen gepulsten Betrieb < 50 Hz erlaubt.Device having a laser arrangement (2) and a transmitting optics (3) connected downstream of the laser arrangement (2) for irradiating a target (5), the laser arrangement (2) being an oscillator-amplifier system (6) optical power amplifier (14) is connected downstream, which in turn is connected to a signal evaluation unit (19), characterized in that
- The oscillator amplifier system (6) comprises an optical oscillator (7), which is used for a low-energy laser as a direct laser and a pulsed high-energy laser, to which it comprises two different active media (11, 12), so that
- The optical oscillator (7) operates in its first mode as a directional laser and in this mode the first active medium pulsed operation at a repetition rate> 5 kHz or continuous operation allowed and wherein the optical oscillator (7) in its second mode as an oscillator of the high-energy laser operates and in this mode, the second active medium allows a pulsed operation <50 Hz.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Laseranordnung und einer der Laseranordnung nach geschalteten Sendeoptik zur Bestrahlung eines Zieles.The The invention relates to a device with a laser arrangement and one of the laser arrangement switched transmission optics for irradiation of a goal.
Eine
entsprechende Vorrichtung ist aus der
Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung u.a. der relativ hohe Aufwand zur Nachführung des Hochenergielasers mittels glint- und hot-spot-tracking.adversely is in this known device u.a. the relatively high effort for tracking the High energy laser by means of glint and hot spot tracking.
Aus
der
Die
In
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit welcher der Laserstrahl des Hochenergielasers auf einfache Weise sehr genau (richtungsstabil) auf das Ziel gerichtet und diesem gegebenenfalls auch nachgeführt werden kann.Of the Invention is the object of a device of the initially mentioned Specify the type, with which the laser beam of the high-energy laser in a simple way very accurately (directionally stable) directed to the target and this can also be tracked if necessary.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved. Further, particularly advantageous embodiments of the invention reveal the dependent claims.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, einen richtungsstabilen Richtlaser zu verwenden, welcher gleichzeitig den optischen Oszillator eines aus einem Oszillator-Verstärker-System bestehenden Hochenergielasers bildet. Dabei ist die Strahlführung innerhalb der Laseranordnung derart gewählt, daß die aus der Laseranordnung ausgekoppelten Laserstrahlen des Hochenergielasers einen im wesentlichen identischen Verlauf aufweisen, wie die aus der Laseranordnung ausgekoppelten Laserstrahlen des Richtlasers.The Invention is based essentially on the idea of a directionally stable Directional laser to use, which at the same time the optical oscillator one from an oscillator-amplifier system existing high-energy laser forms. The beam guide is inside the laser arrangement chosen such that the laser beams of the high-energy laser decoupled from the laser arrangement have a substantially identical course, such as from the laser array coupled laser beams of the straightening laser.
Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in einem ersten Zeitintervall (Abtastzyklus) das Ziel mit dem Richtlaser abgetastet und mittels einer Signalauswerteeinheit die Glintrichtung des Zieles ermittelt. In einem nachfolgenden Zeitintervall wird dann der Hochenergielaser aktiviert und das Ziel in der vorbestimmten Glintrichtung bestrahlt.at the operation of the device according to the invention In a first time interval (sampling cycle), the target with the Directed laser scanned and by means of a Signalauswerteeinheit the Glintrichtung of the target determined. In a subsequent time interval then the high energy laser is activated and the target in the predetermined Glintrichtung irradiated.
Damit sich Turbulenzen der Atmosphäre nicht wesentlich auf die Ermittlung der Glintrichtung auswirken, sollte die Frequenz der Abtastzyklen des Richtlasers mindestens 100 Hz betragen, da in diesem Fall der Zustand der Atmosphäre als quasi „eingefroren" betrachtet werden kann, weil die für die Turbulenzänderungen essentiellen Keilfehler sich mit Frequenz von höchstens 10 Hz ändern.In order to turbulence of the atmosphere is not should significantly affect the determination of the Glintrichtung the frequency of the scanning cycles of the straightening laser at least 100 Hz In this case, the state of the atmosphere is considered to be "frozen" can, because the for the turbulence changes essential wedge error change with frequency of at most 10 Hz.
Um zu erreichen, daß auch der Hochenergielaser eine mit dem Richtlaser vergleichbare Richtungsstabilität besitzt, werden die beim Durchlaufen der Laserstrahlen durch den Verstärker gegebenenfalls auftretenden Phasenverschiebungen durch einen dem Verstärker nachgeschalteten phasenkonjugierenden Spiegel beseitigt.Around to achieve that, too the high energy laser has a directional stability comparable to the direct laser, become when passing through the laser beams through the amplifier if necessary occurring phase shifts by a downstream of the amplifier eliminated phase-conjugate mirror.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn es sich bei dem optischen Oszillator der Laseranordnung um einen Dual-mode-Laser handelt, welcher in zwei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist und hierzu einen Resonator mit zwei unterschiedlichen aktiven Medien umfaßt. Dabei arbeitet der optische Oszillator in seiner ersten Betriebsart als Richtlaser. In dieser Betriebsart erlaubt das erste aktive Medium einen gepulsten Betrieb mit einer relativ hohen Repetitionsrate von > 5 kHz, vorzugsweise einer Repetitionsrate zwischen 10 und 20 kHz, oder einen kontinuierlichen Betrieb. In seiner zweiten Betriebsart arbeitet der optische Oszillator nur als Oszillator des Hochenergielasers. In dieser Be triebsart erlaubt das zweite aktive Medium einen gepulsten Betrieb mit einer Frequenz < 50 Hz, vorzugsweise von 20 Hz. Durch die Unterbringung der beiden aktiven Medien im selben Resonator fallen die Wellenfronten des Richtlasers und des Masteroszillators zusammen.When It has proved to be particularly advantageous when it comes to the optical oscillator of the laser array to a dual-mode laser act, which operates in two different modes is and for this purpose a resonator with two different active Media included. In this case, the optical oscillator operates in its first mode as Directional laser. In this mode the first active medium is allowed a pulsed operation with a relatively high repetition rate of> 5 kHz, preferably one Repetition rate between 10 and 20 kHz, or a continuous one Business. In its second mode, the optical oscillator operates only as an oscillator of the high-energy laser. In this mode of operation allows the second active medium pulsed operation with a Frequency <50 Hz, preferably 20 Hz. By housing the two active media in the same resonator, the wavefronts of the straightening laser and of the master oscillator together.
Als zweckmäßig hat es sich ferner erwiesen, wenn der Dual-mode-Laser in beiden Betriebsarten bei gleicher Frequenz arbeitet und in beiden Betriebsarten als aktives Medium CO2 verwendet wird.It has also proven to be useful if the dual-mode laser operates in both modes at the same frequency and in both Be is used as the active medium CO 2 .
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel, welches schematisch in einer beiliegenden Fig. dargestellt ist.Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following described embodiment, which is shown schematically in an accompanying FIG.
Dabei
ist mit
Die
Laseranordnung
Der
von dem Dual-mode-Laser
Die
Sendeoptik
Die
Empfangsoptik
Nachfolgend
wird auf die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Nach
Erfassen des Zieles
After detecting the goal
Die
vom Ziel
Im
folgenden Abtastzyklus des Richtlasers wird bei Erreichen der Glintrichtung
der aus dem optischen Oszillator
Um
das Ziel
Zur
Kompensation dieser Wellenfrontverzerrungen dient in an sich bekannter
Weise der phasenkonjugierende Spiegel
Damit sich Turbulenzen der Atmosphäre nicht wesentlich auf die Ermittlung der Glintrichtung durch den Richtlaser und die anschließende Bekämpfung des Zieles durch den Hochenergielaser auswirken, ist es erforderlich, die Frequenz der Abtastzyklen ≥ 100 Hz zu wählen, da sich die für Turbulenzänderungen essentiellen Keilfehler etwa mit einer Frequenz von höchstens 10 Hz ändern. Der Zustand der Atmosphäre kann in diesem Fall als quasi „eingefroren" betrachtet werden.In order to turbulence of the atmosphere is not essential to the determination of the Glintrichtung by the rectifying laser and the subsequent one fight of the target through the high energy laser, it is necessary the frequency of the sampling cycles ≥ 100 To choose Hz since the for turbulence changes essential wedge error about with a frequency of at most Change 10 Hz. The state of the atmosphere In this case, it can be considered as "frozen".
Sofern die Glintrichtung und die Richtung des idealen Haltepunktes für eine entsprechende Laserwaffe nicht zusammenfallen, muß zunächst die Abweichung zwischen diesen beiden Richtungen ermittelt werden. Anschließend wird diese Abweichung dann als Richtungskorrektur bei der Nachführung des schwenkbaren Spiegelsystems berücksichtigt.Provided the Glintrichtung and the direction of the ideal breakpoint for a corresponding Laser weapon does not coincide, first the deviation between be determined in these two directions. Subsequently, will this deviation then as a direction correction in the tracking of pivoted mirror system considered.
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Laseranordnunglaser assembly
- 33
- Sendeoptiktransmission optics
- 44
- Empfangsoptikreceiving optics
- 55
- Zielaim
- 66
- Oszillator-Verstärker-SystemOscillator-amplifier system
- 77
- Oszillator, Dual-mode-Laser, RichtlaserOscillator, Dual-mode laser, directional laser
- 88th
- erster Reflektor, Katzenaugen-Reflektorfirst Reflector, cat's eye reflector
- 99
- zweiter Reflektorsecond reflector
- 1010
- Resonatorresonator
- 1111
- erstes aktives Mediumfirst active medium
- 1212
- zweites aktives Mediumsecond active medium
- 1313
- Strahlenteilerbeamsplitter
- 1414
- Leistungsverstärkerpower amplifier
- 1515
- phasenkonjugierender Spiegelphase conjugate mirror
- 1616
- schwenkbares Spiegelsystemswiveling mirror system
- 1717
- Teleskopoptiktelescope optics
- 1818
- Teleskopoptiktelescope optics
- 1919
- Signalauswerteeinheitsignal evaluation
- 2020
- Detektordetector
- 2121
- Leitungmanagement
- 2222
- Umlenkspiegeldeflecting
- 2323
- optischer Verstärkeroptical amplifier
- 2424
- Polarisatorpolarizer
Claims (8)
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- 2002-11-13 DE DE2002152685 patent/DE10252685B4/en not_active Expired - Fee Related
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