單光子測空氣組份功能瞄鏡制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、處理運(yùn)算模塊、控制顯示模塊；所述激光發(fā)射模塊用于向目標(biāo)發(fā)射單光子激光，進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)及空氣組份測量；所述激光接收模塊用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光，并進(jìn)行解析處理；所述處理運(yùn)算模塊用于利用內(nèi)設(shè)微處理器預(yù)設(shè)算法處理數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出目標(biāo)處環(huán)境空氣組份；所述控制顯示模塊用于所述單光子測空氣組份功能瞄鏡的顯示控制。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果為：提高瞄鏡的瞄準(zhǔn)精度，實(shí)現(xiàn)單光子激光測空氣組份功能，高效精確。

Single photon functional sight for air component measurement

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
單光子測空氣組份功能瞄鏡
本專利技術(shù)涉及激光瞄鏡領(lǐng)域，具體涉及一種單光子測空氣組份功能瞄鏡。
技術(shù)介紹
瞄鏡：瞄準(zhǔn)鏡主要分為以下三大類:望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)鏡(Telescopicsight)、準(zhǔn)直式瞄準(zhǔn)鏡(Collimatingopticalsight)、反射式瞄準(zhǔn)鏡(Reflexsight)。其中以望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)鏡和反射式瞄準(zhǔn)鏡最為流行。上述兩類瞄準(zhǔn)鏡主要在白天使用，因此又被統(tǒng)稱為白光瞄準(zhǔn)鏡(dayscope/sight)，另外還有供夜間瞄準(zhǔn)用的夜視瞄準(zhǔn)鏡(nightscope/sight)，是在上述兩類瞄準(zhǔn)鏡上加上夜視裝置，而按夜視裝置的種類，又可分為微光瞄準(zhǔn)鏡、紅外瞄準(zhǔn)鏡(又可細(xì)分為主動(dòng)紅外和熱成像兩類)。激光被廣泛運(yùn)用于各類激光瞄鏡，在軍工、工業(yè)和民用都有廣泛的應(yīng)用市場，但現(xiàn)有的激光瞄鏡一般側(cè)重于瞄準(zhǔn)功能，其他配備功能較少，如測空氣組份，測角等功能需要使用者根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)測定或利用其他設(shè)備測定，精度低，速度慢，難以達(dá)到預(yù)期的高效精確的水平；同時(shí)現(xiàn)有的激光瞄鏡一般通過發(fā)射激光脈沖信號，來瞄準(zhǔn)目標(biāo)，需要足夠大的回波能量來確保瞄準(zhǔn)精度；由于其相干性、方向性受自身光學(xué)性質(zhì)及大氣環(huán)境影響，到達(dá)目標(biāo)后反射的回波信號會發(fā)生漫反射和折射，在測量其它數(shù)據(jù)的過程中，極大地影響了測量精度和測量速度，特別是雨雪霧等極端天氣環(huán)境下，測量誤差更大，與真實(shí)數(shù)據(jù)有較大的偏差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利技術(shù)旨在提供一種單光子測空氣組份功能瞄鏡。本專利技術(shù)的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：本專利技術(shù)提供了一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、處理運(yùn)算模塊、控制顯示模塊；所述激光發(fā)射模塊用于向目標(biāo)發(fā)射單光子激光，進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)及空氣組份測量；所述激光接收模塊用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光，并進(jìn)行解析處理；所述處理運(yùn)算模塊用于利用內(nèi)設(shè)微處理器預(yù)設(shè)算法處理數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出目標(biāo)處環(huán)境空氣組份；所述控制顯示模塊用于所述單光子測空氣組份功能瞄鏡的顯示控制。本專利技術(shù)的有益效果是：通過單光子測空氣組份功能瞄鏡在瞄鏡瞄準(zhǔn)過程中進(jìn)行自動(dòng)測空氣組份，使用者在遠(yuǎn)處即可對目標(biāo)處溫度進(jìn)行自動(dòng)測空氣組份，無需使用其他外設(shè)即可得到精確的測量結(jié)果，利用單光子激光及算法在測空氣組份過程中減少外界因素影響，進(jìn)行多項(xiàng)修正，其中采用單光子光束進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)，其相干性及方向性等物理參數(shù)較普通光更具優(yōu)勢，在發(fā)射單光子激光、反射單光子反射激光的過程中，減少了大氣環(huán)境對光束的漫反射和折射，高效算法保證了目標(biāo)處環(huán)境空氣組份測量的準(zhǔn)確性，使測量精度更高，測量速度更快。附圖說明利用附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本專利技術(shù)的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖1是本專利技術(shù)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記：單光子測空氣組份功能瞄鏡1、激光發(fā)射模塊101、激光接收模塊102、處理運(yùn)算模塊103、控制顯示模塊104。具體實(shí)施方式結(jié)合以下實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述。參見圖1，本實(shí)施例的單光子測空氣組份功能瞄鏡1，包括激光發(fā)射模塊101、激光接收模塊102、處理運(yùn)算模塊103、控制顯示模塊104；所述激光發(fā)射模塊101用于向目標(biāo)發(fā)射單光子激光，進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)及空氣組份測量；所述激光接收模塊102用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光，并進(jìn)行解析處理；所述處理運(yùn)算模塊103用于利用內(nèi)設(shè)微處理器預(yù)設(shè)算法處理數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出目標(biāo)處環(huán)境空氣組份；所述控制顯示模塊104用于所述單光子測空氣組份功能瞄鏡的顯示控制。本實(shí)施例通過單光子測空氣組份功能瞄鏡1在瞄鏡瞄準(zhǔn)過程中進(jìn)行自動(dòng)測空氣組份，使用者在遠(yuǎn)處即可對目標(biāo)處溫度進(jìn)行自動(dòng)測空氣組份，利用單光子激光及算法在測空氣組份過程中減少外界因素影響，進(jìn)行多項(xiàng)修正，其中采用單光子光束進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)，其相干性及方向性等物理參數(shù)較普通光更具優(yōu)勢，在發(fā)射單光子激光、反射單光子反射激光的過程中，減少了大氣環(huán)境對光束的漫反射和折射，高效算法保證了目標(biāo)處環(huán)境空氣組份測量的準(zhǔn)確性，使測量精度更高，測量速度更快。優(yōu)選的，所述激光接收模塊102包括單光子激光接收器、光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)解析器；所述單光子激光接收器用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光；所述光電轉(zhuǎn)換器用于將接收到的單光子反射激光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；所述數(shù)據(jù)解析器用于將經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行解析處理得出相關(guān)數(shù)據(jù)。本優(yōu)選實(shí)施例中使用的單光子激光具有特殊的物理性質(zhì)，其相干性及方向性等物理參數(shù)較普通光更具優(yōu)勢，所述單光子激光接收器用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光，能夠減少發(fā)射過程中的誤差，受外界環(huán)境的溫度天氣等的影響較小，能夠保證較遠(yuǎn)的測量范圍。優(yōu)選的，還包括光學(xué)鏡組模塊，用于構(gòu)建光學(xué)通路，對單光子激光及單光子反射激光進(jìn)行光學(xué)處理；所述單光子激光發(fā)射、單光子反射激光接收、向目標(biāo)瞄準(zhǔn)均通過所述光學(xué)鏡組模塊構(gòu)建的光學(xué)通路。本優(yōu)選實(shí)施例中所述單光子激光發(fā)射、單光子反射激光接收、向目標(biāo)瞄準(zhǔn)均通過所述光學(xué)鏡組模塊構(gòu)建的光學(xué)通路，則入射目標(biāo)光路、目標(biāo)反射光路、目鏡觀測光路均為所述處理鏡組搭建的同一光學(xué)路徑；完成遠(yuǎn)距離目標(biāo)清晰成像，達(dá)到消減成像像差，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離圖像放大功能。優(yōu)選的，所述處理運(yùn)算模塊103包括內(nèi)置微處理器、數(shù)據(jù)暫存器；所述內(nèi)置微處理器預(yù)設(shè)算法：假設(shè)一個(gè)目標(biāo)方周圍(單位面積內(nèi))的空氣，由多種組份氣溶膠粒子組成，它們的密度分別是：D1，D2，...Dn，發(fā)射激光束的功率是W，波長是λ，散射光束的功率是W1,W2,...Wn,散射波長是λ1，λ2，...λn；當(dāng)發(fā)射的激光束穿越空氣接近目標(biāo)時(shí)，由于空氣中含有不同密度的氣溶膠，它們會吸收部分能量，并且改變激光的傳播方向，產(chǎn)生拉曼散射效應(yīng)，發(fā)生拉曼頻移，即散射光波長發(fā)生變化。由物理常識知道，不同密度物質(zhì)與光發(fā)生作用后，由于密度不同，所以產(chǎn)生的拉曼頻移大小也是彼此獨(dú)立的分立值。建立密度-波長方程來計(jì)算目標(biāo)方周圍的大氣分子不同組份密度：D＝D1+D2+....+Dn上述公式中，Ψ是各種不同氣溶膠粒子對大氣組份影響的修正系數(shù)，h是玻爾茲曼常數(shù)，△Qx是不同氣溶膠粒子的拉曼頻移，dx、dy、dz分別是單位體積的長寬高；所述預(yù)設(shè)算法還包括：上述公式中，k是溫度、氣壓、濕度對拉曼散射影響的綜合修正系數(shù)，θ表示平均的拉曼散射角。當(dāng)單光子測空氣組份功能瞄鏡1發(fā)出的激光束將目標(biāo)周圍的大氣組份信號采集回來后，由雪崩光電二極管將各種氣溶膠密度的拉曼頻移信號轉(zhuǎn)換成為電流信號I，通過內(nèi)置微處理器將電流信號I反向推導(dǎo)出空氣組份密度數(shù)值D，其計(jì)算公式如下所示：D＝f-1(I)上述公式中，t是測量時(shí)間，a表示雪崩光電二極管光電轉(zhuǎn)換效率系數(shù)。本優(yōu)選實(shí)施例中空氣組份是一個(gè)重要的大氣參數(shù)，它影響目標(biāo)的工作狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡，由于目標(biāo)方空氣組份受多種因本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，其特征在于，包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、處理運(yùn)算模塊、控制顯示模塊；/n所述激光發(fā)射模塊用于向目標(biāo)發(fā)射單光子激光，進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)及空氣組份測量；/n所述激光接收模塊用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光，并進(jìn)行解析處理；/n所述處理運(yùn)算模塊用于利用內(nèi)設(shè)微處理器預(yù)設(shè)算法處理數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出目標(biāo)處環(huán)境空氣組份；/n所述控制顯示模塊用于所述單光子測空氣組份功能瞄鏡的顯示控制。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，其特征在于，包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊、處理運(yùn)算模塊、控制顯示模塊；
所述激光發(fā)射模塊用于向目標(biāo)發(fā)射單光子激光，進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)及空氣組份測量；
所述激光接收模塊用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光，并進(jìn)行解析處理；
所述處理運(yùn)算模塊用于利用內(nèi)設(shè)微處理器預(yù)設(shè)算法處理數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出目標(biāo)處環(huán)境空氣組份；
所述控制顯示模塊用于所述單光子測空氣組份功能瞄鏡的顯示控制。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，其特征在于，所述激光接收模塊包括單光子激光接收器、光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)解析器；
所述單光子激光接收器用于接收被目標(biāo)反射的單光子反射激光；
所述光電轉(zhuǎn)換器用于將接收到的單光子反射激光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；
所述數(shù)據(jù)解析器用于將經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行解析處理得出相關(guān)數(shù)據(jù)。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，其特征在于，還包括光學(xué)鏡組模塊，用于構(gòu)建光學(xué)通路，對單光子激光及單光子反射激光進(jìn)行光學(xué)處理；
所述單光子激光發(fā)射、單光子反射激光接收、向目標(biāo)瞄準(zhǔn)均通過所述光學(xué)鏡組模塊構(gòu)建的光學(xué)通路。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單光子測空氣組份功能瞄鏡，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張萬鈞，
申請(專利權(quán))人：北京締科新技術(shù)研究院有限合伙，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11