專利名稱：一種用于飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到以激光器作為光源，利用非球面鏡和傳輸光纖進(jìn)行耦合和勻化，使用菲涅爾透鏡和柱面鏡陣列對(duì)光束發(fā)散角進(jìn)行控制的光源
直O(jiān)
背景技術(shù)：
據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明飛機(jī)在起飛和降落時(shí)候發(fā)生危險(xiǎn)的可能性最高，安全系數(shù)較低。 事實(shí)上發(fā)生機(jī)毀人亡事故的情況，大多數(shù)都是在飛機(jī)進(jìn)入機(jī)場(chǎng)著陸的過(guò)程中。特別是對(duì)于在復(fù)雜的天氣條件下，能見度較差時(shí)，不安全的情況就會(huì)顯得尤為突出。目前，大多數(shù)的機(jī)場(chǎng)在跑道盡頭安裝有探照燈，以此光源作為機(jī)場(chǎng)跑道的標(biāo)志，飛行員通過(guò)辨識(shí)這些標(biāo)志確定正確的下滑軌跡。然而在復(fù)雜天氣條件下，尤其是處于霧霾的情況下，探照燈光在霧中會(huì)呈現(xiàn)出白茫茫的一片衍射光屏，放大了的光源勢(shì)必將嚴(yán)重影響飛行員對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道的辨識(shí)， 此類情況下極易造成飛行事故。對(duì)于一些特殊環(huán)境下的飛行降落，例如，軍用飛機(jī)由于作戰(zhàn)需要而面臨全天候包括惡劣環(huán)境條件下的降落，同時(shí)還面臨著在受限條件的場(chǎng)所(如小形軍用機(jī)場(chǎng)、航空母艦等)進(jìn)行各種緊急降落，由于多數(shù)軍用飛機(jī)飛行的速度特別快，降落時(shí)留給飛行員進(jìn)行降落姿態(tài)調(diào)節(jié)的時(shí)間也特別的短，所以短的時(shí)間、不良的氣候條件下軍用飛機(jī)降落時(shí)更是極易出現(xiàn)飛行事故，飛行員在降落時(shí)面臨的壓力都是很大的。因此，在降落過(guò)程中一般都會(huì)采用光學(xué)導(dǎo)引系統(tǒng)來(lái)輔助飛機(jī)的降落。傳統(tǒng)的降落導(dǎo)引系統(tǒng)一般均采用普通光源(鹵素?zé)艋螂瘹鉄舻?，作用距離較小，一般在5公里以內(nèi)；使用壽命也較短。在現(xiàn)有技術(shù)中表現(xiàn)得非常的不理想。激光具有方向性好、亮度高的顯著優(yōu)點(diǎn)，在大氣中的穿透能力比普通光源強(qiáng)幾個(gè)數(shù)量級(jí)，采用激光作為光源，可顯著增加降落導(dǎo)引的作用距離，能夠達(dá)到10公里以上。因此現(xiàn)有技術(shù)中急需要一種采用此類優(yōu)質(zhì)光源作為飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置來(lái)完善機(jī)場(chǎng)導(dǎo)引光源設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了有效的解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用激光作為光源的機(jī)場(chǎng)導(dǎo)引光源設(shè)備。一種用于飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置，其特征是包括激光器光源、非球面透鏡、傳輸光纖、菲涅爾透鏡、柱面鏡陣列、傳輸光纖入射端、傳輸光纖出射端，所述的激光器光源、 非球面透鏡、傳輸光纖、菲涅爾透鏡、柱面鏡陣列順次安裝在同一光軸上，且激光器光源位于非球面透鏡的前焦點(diǎn)位置，菲涅爾透鏡位于柱面鏡陣列焦平面的位置；所述的傳輸光纖入射端位于非球面透鏡后焦點(diǎn)的位置；所述的傳輸光纖出射端位于菲涅爾透鏡焦平面以里的位置。所述的激光器光源為全固態(tài)激光器或半導(dǎo)體激光器。本發(fā)明的有益效果是激光器具有方向性好、亮度高、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，采用了激光器作為光源，亮度高、能耗低、分辯力強(qiáng)，能顯著提高飛機(jī)降落時(shí)導(dǎo)引的作用距離，同時(shí)保證出射光束能夠在有效作用距離內(nèi)清晰可見和準(zhǔn)確分辨光的顏色。激光在大氣中的穿透能力比普通光源強(qiáng)幾個(gè)數(shù)量級(jí)，采用激光作為光源，可顯著增加降落導(dǎo)引的作用距離，達(dá)到 10公里以上。同時(shí)，采用菲涅爾透鏡、柱面鏡陣列組合使用可以方便調(diào)節(jié)出射光束在水平與垂直方向的發(fā)散角，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。本發(fā)明的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、可操作性強(qiáng)，并顯著提高系統(tǒng)的使用壽命，能夠很好的應(yīng)用于飛機(jī)場(chǎng)作為飛機(jī)跑道的降落導(dǎo)引光源設(shè)備。


下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明一種用于飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例裝置的示意圖。圖中1為激光器光源、2為非球面透鏡、3為傳輸光纖、4為菲涅爾透鏡、5為柱面鏡陣列、6為傳輸光纖入射端、7為非球面透鏡后焦點(diǎn)、8為傳輸光纖出射端、9為菲涅爾透鏡焦平面、10為柱面鏡陣列焦平面、11為激光裝置甲、12為激光裝置乙、13為激光裝置丙、14 為激光裝置丁、15為激光裝置戊、16為放置角度甲、17為放置角度乙、18為放置角度丙、19 為放置角度丁。
具體實(shí)施例方式如圖1所示本發(fā)明的工作過(guò)程是這樣的從激光器光源1發(fā)出的光經(jīng)非球面透鏡 2聚焦耦合進(jìn)入傳輸光纖3，之后通過(guò)傳輸光纖3，經(jīng)菲涅爾透鏡4成像，最后通過(guò)柱面鏡陣列5出射。通過(guò)調(diào)整傳輸光纖出射端8、菲涅爾透鏡4和柱面鏡陣列5的距離，對(duì)激光器光源 1出射的光束進(jìn)行發(fā)散角調(diào)節(jié)，使光束在垂直方向的張角保持在0.3° Γ之間，水平方向的張角保持在15° 45°之間。按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)光源出射光束的發(fā)散角進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加傳輸光纖出射端8和菲涅爾透鏡4之間的距離減小出射光束的垂直張角，而減小傳輸光纖出射端8和菲涅爾透鏡4之間的距離來(lái)增加出射光束的垂直張角，使光束在垂直方向的張角保持在0.3°，0.6°，Γ，以上列舉三個(gè)實(shí)施例，實(shí)際中可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)。當(dāng)垂直張角的角度值確定之后，傳輸光纖出射端8和菲涅爾透鏡4之間的間隔就已經(jīng)確定下來(lái)了，這時(shí)增加柱面鏡陣列5與菲涅爾透鏡4之間的間隔來(lái)減小出射光束的水平張角，或減小柱面鏡陣列5與菲涅爾透鏡4之間的間隔來(lái)增加出射光束的水平張角，使光束在水平方向的張角保持在20°，30°，40°之間。以上列舉三個(gè)實(shí)施例，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試。如圖2所示，將與圖1所示裝置相同的五個(gè)裝置激光裝置甲11、激光裝置乙12、 激光裝置丙13、激光裝置丁 14、激光裝置戊15，如圖2所示位置放置。對(duì)于每個(gè)激光裝置，根據(jù)上述確定的垂直方向發(fā)散角大小調(diào)節(jié)整個(gè)裝置在垂直方向的放置角度放置角度甲16、 放置角度乙17、放置角度丙18、放置角度丁 19，實(shí)現(xiàn)五個(gè)裝置出射光束在遠(yuǎn)場(chǎng)的拼接。五個(gè)裝置中，激光裝置丙13采用一種顏色激光器(如黃色激光器)作為光源，標(biāo)識(shí)正確的降落下滑航線；激光裝置甲11、激光裝置乙12采用另一種顏色激光器(如紅色激光器)作為光源，標(biāo)識(shí)低的降落下滑航線，其中激光裝置乙12采用穩(wěn)定的激光輸出，標(biāo)識(shí)稍低的下滑航線，激光裝置甲11采用閃爍的激光輸出，標(biāo)識(shí)過(guò)低的下滑航線；激光裝置14丁、激光裝置戊15采用第三種顏色激光器(如綠色激光器)作為光源，標(biāo)識(shí)高的降落下滑航線，其中激光裝置丁 14采用穩(wěn)定的激光輸出，標(biāo)識(shí)稍高的下滑航線，激光裝置戊15采用閃爍的激光輸出，標(biāo)識(shí)過(guò)高的下滑航線。
權(quán)利要求
1.一種用于飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置，其特征是包括激光器光源(1)、非球面透鏡 (2)、傳輸光纖C3)、菲涅爾透鏡(4)、柱面鏡陣列( 、傳輸光纖入射端(6)、傳輸光纖出射端 (8)，所述的激光器光源(1)、非球面透鏡O)、傳輸光纖(3)、菲涅爾透鏡G)、柱面鏡陣列 (5)順次安裝在同一光軸上，且激光器光源(1)位于非球面透鏡O)的前焦點(diǎn)位置，菲涅爾透鏡(4)位于柱面鏡陣列焦平面(10)的位置；所述的傳輸光纖入射端(6)位于非球面透鏡后焦點(diǎn)(7)的位置；所述的傳輸光纖出射端(8)位于菲涅爾透鏡焦平面(9)以里的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置，其特征是所述的激光器光源(1)為全固態(tài)激光器或半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
一種用于飛機(jī)降落導(dǎo)引的光源裝置，屬于照明光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。包括激光器光源、非球面透鏡、傳輸光纖、菲涅爾透鏡、柱面鏡陣列等，激光器光源、非球面透鏡、傳輸光纖、菲涅爾透鏡、柱面鏡陣列順次安裝在同一光軸上，且激光器光源位于非球面透鏡的前焦點(diǎn)位置，菲涅爾透鏡位于柱面鏡陣列焦平面的位置；傳輸光纖入射端位于非球面透鏡后焦點(diǎn)的位置；傳輸光纖出射端位于菲涅爾透鏡焦平面以里的位置。采用激光作為光源，可顯著增加降落導(dǎo)引的作用距離，達(dá)到10公里以上，同時(shí)保證出射光束能夠在有效作用距離內(nèi)清晰可見和準(zhǔn)確分辨光的顏色整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、可操作性強(qiáng)，并顯著提高系統(tǒng)的使用壽命，可作為很好的飛機(jī)降落導(dǎo)引光源設(shè)備。
文檔編號(hào)F21W111/00GK102518996SQ20111045107
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者付喜宏, 彭航宇, 王立軍, 郝明明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所