Лазерный мир

Николай Егорович Быстров, Владимир Михайлович Гареев, Виктор Екимович Удальцов / Патент RU210345U1

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и предназначена для использования в устройствах измерения расстояния до объектов на местности с использованием лазерного излучения. Предложен лазерный измеритель дальности с импульсно-кодовой модуляцией, состоящий из передающего канала, содержащего установленные последовательно с линзами импульсные полупроводниковые лазеры, схемы формирования импульсов тока, датчик импульсов излучения, а также приемный канал, на входе которого установлены интерференционный фильтр и объектив приемного канала и четыре лавинных фотодиода, при этом дополнительно введены формирователи напряжения обратного смещения, трансимпедансные усилители, счетчики импульсов, ПЛИС1 управления лазерами и обработки оптических сигналов, ОЗУ с М-ячейками памяти и ПЛИС2 сравнения напряжений в ячейках памяти с напряжением порогового уровня, причем ко входам импульсных полупроводниковых лазеров присоединен выход схемы формирования импульсов тока, вход которой связан с первым выходом, а счетчики импульсов входного сигнала и шума подключены ко второму и третьему входам ПЛИС1, при этом усиленный сигнал лавинных фотодиодов в виде импульсной последовательности подается на вход ОЗУ и после суммирования записывается в ячейках памяти, электрический выход датчика излучения присоединен к первому входу, а выход ОЗУ ко второму входу ПЛИС2, ее выход связан со входами формирователей напряжения обратного смещения, выходы формирователей соединены с катодами лавинных фотодиодов. Технический результат — создание лазерного измерителя дальности с импульсно-кодовой модуляцией, обеспечивающего измерение расстояния до 10-15 километров, повышение помехозащищенности и скрытности, снижение средней потребляемой мощности, уменьшение вредного воздействия на глаза наблюдателей.

Известен импульсный лазерный дальномер (Патент на полезную модель №22386, G01C 3/00, 27.03.2002, Бюл. № 9), состоящий из импульсного твердотельного лазера, оптической визирно-приемной системы, оптической системы считывания информации о дальности, фотоприемного устройства, измерителя временных интервалов, цифрового табло и источника электропитания, в качестве фотоприемного устройства применен p-i-n фотодиод на основе соединений А3В5. Недостатками дальномеров на твердотельных лазерах с импульсной модуляцией являются высокая потребляемая мощность, опасность для зрения, низкая скрытность работы, недостаточная точность измерения дистанции, невысокая помехозащищенность от внешнего импульсного лазерного излучения.

Известен лазерный дальномер с повышенным разрешением по дальности (Патент на полезную модель № 167276, G01C 3/00, 27.12.2016, Бюл. № 36), состоящий из приемного и фазового каналов, в которых установлены импульсный полупроводниковый лазер, фотодиод, схема формирования импульсов тока, генератор импульсов, приемное устройство, схема управления и обработки информации, датчик импульсов излучения, дисплей, частотный полупроводниковый лазер, генератор модуляционных частот, усилитель частотных сигналов и схема измерения фаз. Достоинствами полезной модели являются более высокая точность и лучшая помехозащищенность. Недостатки этого устройства — высокая потребляемая мощность, опасность для зрения, низкая скрытность работы, усложнение конструкции за счет дополнительного фазового канала.

Задача — увеличение скрытности и помехозащищенности, снижение мощности излучения лазера.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение помехозащищенности и скрытности, снижение средней потребляемой мощности лазерного дальномера за счет применения импульсно-кодовой модуляции излучения лазера, при этом амплитуда импульсов может быть ниже уровня шума.

Для достижения указанного выше технического результата предложен лазерный измеритель дальности с импульсно-кодовой модуляцией, содержащий передающий канал, состоящий из установленных последовательно с линзами импульсных полупроводниковых лазеров, схемы формирования импульсов тока лазеров, датчика импульсов излучения, а также приемный канал, на входе которого установлены интерференционный фильтр и объектив приемного канала и четыре лавинных фотодиода, при этом в устройство дополнительно введены формирователи напряжения обратного смещения, трансимпедансные усилители, счетчики импульсов суммарного сигнала и шума, ПЛИС1 управления лазерами и обработки оптических сигналов, ОЗУ с М-ячейками памяти и ПЛИС2 сравнения напряжений в ячейках памяти с напряжением порогового уровня, причем ко входам импульсных полупроводниковых лазеров присоединен выход схемы формирования импульсов тока, вход которой связан с первым выходом, а счетчики импульсов входного сигнала и шума подключены ко второму и третьему входам ПЛИС1, при этом усиленный суммарный сигнал лавинных фотодиодов в виде импульсной последовательности подается на вход ОЗУ и после суммирования записывается в ячейках памяти, электрический выход датчика излучения присоединен к первому входу, а выход ОЗУ ко второму входу ПЛИС2, ее выход связан с входами формирователей напряжения обратного смещения, выходы формирователей соединены с катодами лавинных фотодиодов.

Полное содержание на https://patents.google.com/patent/RU210345U1/ru