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龙图腾网获悉中国人民解放军63892部队申请的专利一种近场等效远场激光光斑的光路设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119270499B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411281363.7，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种近场等效远场激光光斑的光路设计方法是由蒋成龙;王彦斌;周旋风;肖文健;张德锋设计研发完成，并于2024-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种近场等效远场激光光斑的光路设计方法在说明书摘要公布了：一种近场等效远场激光光斑的光路设计方法，涉及激光光路设计领域，具体包括以下步骤：S1：根据需要确定等效远场激光的距离；S2：确定激光源的各参数；S3：确定近场最大实验工作距离，挑选两个相同焦距的短焦透镜和两个相同焦距的长焦透镜，透镜的尺寸应当允许激光光束完全通过；S4：放置衰减倍率不同的衰减片，通过组合不同衰减倍率的衰减片，实现任意想要的衰减倍率；S5：进行等效远场光路设计，搭建光路，开展近场等效远场激光光斑实验；本发明可以灵活调整透镜间距离实现对不同远场距离激光光斑的模拟，通过在光路中添加衰减片实现对到达光电成像系统前激光能量的控制，成本低廉，容易实现，为实现近远场激光光斑一致性提供了一种新途径。

本发明授权一种近场等效远场激光光斑的光路设计方法在权利要求书中公布了：1.一种近场等效远场激光光斑的光路设计方法，其特征是：具体包括以下步骤： S1：根据需要确定等效远场激光的距离； S2：确定激光源的各参数，所述参数包括激光源束腰、激光源束腰到出光口的距离和激光波长； S3：确定近场最大实验工作距离，挑选两个相同焦距的短焦透镜和两个相同焦距的长焦透镜，透镜的尺寸应当允许激光光束完全通过； S4：放置衰减倍率不同的衰减片，通过组合不同衰减倍率的衰减片，实现任意想要的衰减倍率，用来调节进入探测器的能量，模拟不同强度和不同大气衰减程度的激光干扰光电成像设备； S5：进行等效远场光路设计，搭建光路，开展近场等效远场激光光斑实验；所述等效远场光路设计的步骤为： 基于高斯光束的q参数来计算其传播规律，1qz＝1Rz‑i*lambdapi*wz^2        1其中z为传播距离，R为激光光束波阵面曲率半径，w为光束有效截面半径，即光束尺寸，lambda为激光波长，i为虚数单位； 传播远场距离L的光束，其q参数变为： q＝q0+L,q0＝i*pi*w0^2lambda＝iQ         2w0是激光的束腰，Q是q0的虚部；在近场条件下，激光光束经过一系列的光束变换到达光电成像设备前的q参数: q1＝A*q0+BC*q0+D                3A,B,C,D为待确定的参数，为实现与远场完全相同的波阵面曲率半径和光束有效截面，也就是需要近远场的q参数相等q＝q1： A*q0+BC*q0+D＝q0+L              4由于q0为复数，可以将实部和虚部分开得到两个等式： LD＝B+CQ^2                          5A＝D+LC                             6满足5，则能获得近远场相同的波阵面曲率半径，满足6，此时近远场激光光斑尺寸也相同，满足56两个约束条件，能确保近远场激光进入探测器之前的激光光斑基本一致，较好满足等效性要求； 为了能对不同束腰尺寸的激光都通用，应当令5和6式中C＝0，从而将等式要求增加到3个： LD＝B,A＝D,C＝0                        7当透镜数量为4个时，发现一种对称结构透镜组，有较好的透镜间距离和透镜焦距；在对称结构下令： l1＝l5,l2＝l4                             8F1＝F4,F2＝F3                           9其中，l1为激光器束腰到第一个透镜前表面距离，l2为第一个透镜和第二个透镜之间的距离，l4为第三个透镜到第四个透镜间的距离，l5为第四个透镜到光电成像设备的距离，F1，F2，F3，F4依次均为透镜焦距； 将所有等式要求789带入到傍轴光线变换矩阵中得到C的值，傍轴光线变换矩阵M计算过程如下： M＝M1*M2*M3*M4*M5*M4*M3*M2*M1         10M1～M5以及M均为2*2大小的矩阵，10式中的乘法均为矩阵乘法，其中M1＝[1l1；0 1]、M2＝[1 0；‑1F1 1]、M3＝[1l2；0 1]、M4＝[1 0；‑1F21]、M5＝[1l3；0 1]、M＝[AB；C D]，计算M并令其中C项为零，得到如下等式： F1+F2‑l2F1*l3+2*F2*l2+F2*l3‑l2*l3‑2*F1*F2F1^2*F2^2＝0 11其实l3为第二个透镜和第三个透镜之间的距离，根据11要求，需令l2＝F1+F2，将该等式要求带入到原傍轴光线变换矩阵并化简得到： A＝D＝1                                          12B＝‑2F1^2*F2‑l3*F1^2+2F1*F2^2‑2l1*F2^2F2^2    13进一步根据7应当令B＝LD＝L，从而得到等式14l3＝F2^2*L+2*F1^2*F2+2*F1*F2^2‑2*l1*F2^2F1^2    14因为l3远小于L，所以F2远小于F1；从上式可知，随着需要等效远场距离的增加，l3线性增长，通过控制l3的变化便可灵活模拟不同远场距离的激光光斑；为了控制系统总长l，计算得知： l＝l1+l2+l3+l4+l5＝2*F1+F2F1^2*L+2*l1+4F2+2F2^2F1‑2F2F1^2*l1≈2*F1+F2F1^2*L+2*l115从15式可知，激光器束腰到第一个透镜前表面距离l1可以尽量小，只要将透镜放在激光器出光口前即可，当F1≈F2^2*L^13时，系统总长最短。

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