Автореферат (1025114)
Текст из файла
На правах рукописиУДК 681.7КОВАЛЕВ МИХАИЛ СЕРГЕЕВИЧГОЛОГРАММНЫЕ КОМПЕНСАТОРЫВ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХГОЛОГРАФИЧЕСКИХ КОЛЛИМАТОРНЫХ ПРИЦЕЛОВспециальность 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексыавтореферат диссертациина соискание ученой степени кандидата технических наукМосква – 2017Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждениивысшего образования «Московский государственный технический университетимени Н.Э.
Баумана (национальный исследовательский университет)» на кафедрелазерных и оптико-электронных систем.Научный руководитель:Одиноков Сергей Борисович, доктортехнических наук, доцент, профессоркафедрылазерныхиоптикоэлектронных системОфициальные оппоненты:Павлычева Надежда Константиновна,доктор технических наук, профессор,профессор кафедры оптико-электронныхсистемКазанскогонациональногоисследовательского университета им.А.Н. Туполева – КАИ, г.
КазаньЧерёмхин Павел Аркадьевич, кандидатфизико-математических наук, доценткафедры лазерной физики, НИЯУМИФИ, г. МоскваВедущая организация:Публичноеакционерноеобщество«Красногорский завод им. С.А. Зверева»(ПАО КМЗ), г. КрасногорскЗащита диссертации состоится « » ноября 2017 года в 10:00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.141.19 в Московском государственным техническомуниверситете имени Н.Э. Баумана по адресу: 105005, г. Москва, 2-ая Бауманская ул.,д. 5, стр.
1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана и на сайтеwww.bmstu.ru.Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направить поадресу: 105005, г. Москва, 2-ая Бауманская ул., д. 5, стр. 1, МГТУ им. Н.Э. Баумана,НУК РЛМ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.141.19.Автореферат разослан до « » октября 2017 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.141.19кандидат физико-математических наукД.А. СемеренкоОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.
Применение в стрелковом оружии исредствах ближнего боя голографических коллиматорных прицелов (ГКП),включающих голограммные (ГОЭ), дифракционные оптические элементы (ДОЭ) иполупроводниковые источники света, позволяет уменьшить время прицеливания,повысить качество изображения прицельных знаков, увеличить яркостьприцельного знака, а также в 1,5-2 раза понизить массогабаритные параметрыотносительно стандартных коллиматорных прицелов.Большой вклад в разработку и исследование ГКП внесли русские учёные, втом числе С.Н. Корешев, М.К. Шевцов, С.Б.
Одиноков, С.А. Иванов, А.Е.Ангервакс, С.А. Шойдин. Среди зарубежных учёных можно отметить Upatnieks J.(США), Tai A.M. (США), Sieczka E.J. (США) и др.Одной из серьёзных научно-технических проблем, возникающих приразработке оптических систем ГКП является то, что длина волны излученияполупроводниковых лазерных диодов изменяется при изменении температурыокружающей среды. Поэтому из-за дифракционных явлений возникает угловоесмещение восстановленного с ГОЭ изображения прицельного знака, чтосоответственно, приводит к ошибке прицеливания и попадания в цель.
На основеанализа литературных и патентных источников установлено, что для решения этойпроблемы в оптических системах ГКП используются голограммные компенсаторы(ГК), состоящие из комбинации призмы, двух или нескольких ДОЭ, ГОЭ, один изкоторых формирует мнимое изображение прицельного знака в пространствеобъектов, а другой обеспечивает компенсацию углового смещения изображенияприцельного знака при изменении длины волны излучения считывающего лазера.Работы в данной области в настоящее время ведутся в компании L-3Communications Corporation (США), в АО «ГОИ им.
С.И. Вавилова», МГТУ им. Н.Э.Баумана, в научно-техническом центре ПАО «Красногорский завод им. С.А.Зверева».В ряде указанных организаций в последние десятилетия были проведеныразработки и исследования оптических систем ГКП на основе отражательных ГОЭ иполупроводниковых лазерных диодов. В тоже время не менее актуальной задачейявляется исследование применения пропускающих ГОЭ, в том числе икомпьютерно-синтезированных, в таких системах с использованием в качествеисточника излучения точечного светодиода. Поэтому до настоящего времениданный вопрос остается нерешенным в полной мере. Особенностью разработкиоптических систем таких прицелов на основе ГОЭ заключается в необходимостиучёта диапазона перестройки длины волны полупроводникового источника света впределах ±50 нм.
Поэтому методика проектирования ГОЭ для оптических системтаких прицелов должна учитывать такие особенности.В этой связи диссертационная работа, посвященная разработке методарасчёта, функциональных схем ГК и методики проектирования оптических системГКП на их основе является весьма актуальной.1Целью диссертационной работы является разработка метода расчета ифункциональных схем голограммных компенсаторов, а также создание на их основеоптических систем голографических коллиматорных прицелов, обеспечивающихвосстановление несмещаемого прицельного знака.Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:1.Проанализированы существующие оптические схемы голографическихколлиматорных прицелов.2.Разработаны и исследованы функциональные схемы голограммныхкомпенсаторов (ГК) для оптических систем голографических коллиматорныхприцелов на основе пропускающих и отражающих ГОЭ, а также компьютерносинтезированной голограммы Фурье.3.Разработан метод расчета голограммных компенсаторов различного типа,обеспечивающих компенсацию смещения углового положения изображенияприцельного знака.4.Создана методика проектирования голограммных компенсаторов, включаякомпьютерно-синтезированную голограмму Фурье, для оптических систем ГКП.5.Справедливость основных положений диссертационной работы подтвержденаэкспериментальными исследованиями на макетных образцах голографическихколлиматорных прицелов, включающих различные типы голограммныхкомпенсаторов.Методы исследований.
При решении теоретических и прикладных задачбыли использованы методы теории оптико-электронных систем, методыматематического и компьютерного моделирования.Объектомисследованияявляютсяголограммныекомпенсаторы,обеспечивающие компенсацию смещения углового положения изображенияприцельного знака.Научная новизна работы заключается в том, что в процессе проведенияисследований были получены новые научные результаты теоретического иприкладного характера, а именно:1.Разработан метод расчета голограммных компенсаторов на основепропускающих и отражающих ГОЭ, а также компьютерно-синтезированнойголограммы Фурье для оптических систем ГКП.2.Разработаны функциональные схемы на основе голограммных компенсаторов,работающие с лазерными и оптическими источниками излучения, оригинальностькоторых подтверждена патентами на изобретения.3.Разработана методика проектирования ГК различных типов, включаякомпьютерно-синтезированную голограмму Фурье, для оптических систем ГКП.Практическая ценность работы заключается в том, что разработанныеметод компенсации углового смещения положения прицельного знака, методикипроектирования ГК могут найти применение при создании оптических систем ГКПразличного назначения с несмещаемым прицельным знаком, обеспечивающих ихработоспособность в расширенном диапазоне изменения температуры окружающейсреды и минимальные массогабаритные параметры прицелов.2Достоверность и обоснованность полученных результатовИзложенные в работе теоретические и экспериментальные результатысогласуются между собой и с результатами других исследований.
Предложенныемодели и сделанные выводы имеют ясную физическую трактовку. Обоснованностьрезультатов работы подтверждается публикациями в журналах, цитированиемдругими авторами и результатами обсуждения на конференциях, где докладывалисьрезультаты работы.Положения, выносимые на защиту.1.Метод компенсации углового смещения положения изображения прицельногознака в диапазоне изменения длин волн источника оптического излучения не менее±50 нм (при λ=650 нм).2.Расчетно-формульные модели ГК для оптических систем ГКП с лазерным исветодиодным источниками излучения.3.Методика проектирования ГК, включая компьютерно-синтезированнуюголограмму Фурье, для оптических систем ГКП.4.Результаты экспериментальных исследований макетных образцов ГК всоставе ГКП, разработанных на основе оптических систем с аналоговымиголограммными оптическими элементами и компьютерно-синтезированнымиголограммами и подтверждающих правильность основных расчётных соотношений.Реализация и внедрение результатов диссертационной работы.Результаты исследований, выполненных в работе, использованы и внедрены вПАО «Красногорский завод им.
С.А. Зверева», ООО «Новые оружейныетехнологии» (г. Сергиев Посад), ООО «Сканда-рус» (г. Красногорск) при разработкемакетных и опытных образцов коллиматорных прицелов на основе различных ГОЭ,что подтверждается соответствующими актами о внедрении. Также результатыработы использованы при выполнении пяти НИР и трех ОКР, выполненных в НИИРЛ МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2007-2015 гг.Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работыдокладывались на трех всероссийских конференциях по фотонике иинформационной оптике и семи международных конференциях и форумах, в томчисле:на VI, VII, VIII и X-ой международных научно-технических конференциях«ГОЛОЭКСПО» 2009-2015 гг., г. Москва, г. Санкт-Петербург, г. Киев, г.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
