Метод скрытия оптических объектов при помощи оптических фильтров

Скачков Александр Игоревич,

магистрант Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор

Баранов Валентин Владимирович.

Введение

При интенсивном применении технических средств контрнаблюдения – обнаружителей оптических систем, наблюдателя быстро обнаружат, независимо от того насколько хорошо он замаскирован. Самым главным демаскирующим признаком является его наблюдательный прибор, «блик» от которого увидит оператор обнаружителя оптических систем. Как уже было описано в [1], существует способ дезинформирования оператора обнаружителя оптических систем при помощи ложных оптических объектов – оптических целей. Но существуют ситуации, в которых невозможно скрыть наблюдательный прибор среди ложных оптических целей, так как сам факт появления оптических целей в районе контрнаблюдения является признаком тревоги. Поэтому возникает другая задача – снижение заметности оптических объектов для обнаружителей оптических систем. Ведь, если создать оптическую систему, которая не будет отражать назад падающее на нее лазерное излучение, то от этой системы не будет характерного «блика», следовательно, ее обнаружение при помощи лазерной локации становиться невозможным.

Для того чтобы создать наблюдательный прибор, который нельзя обнаружить при помощи обнаружителей оптических систем, необходимо рассмотреть работу самого наблюдательного прибора и обнаружителя оптических систем как единую систему, потому что принцип их работы подчиняется общим законам и правилам. Проанализировав работу данной системы, можно будет обнаружить недостатки обнаружителей оптических систем, которые и использовать для решения задачи скрытия оптических объектов.

Основная часть

Рассмотрим принцип обнаружения оптического объекта обнаружителем оптических систем в упрощенном виде на рисунке 1.

Рис. 1. Принцип обнаружения оптического объекта.

Лазерное излучение (1) от источника (О.), попадает в объектив наблюдательного прибора (3), пройдя через диафрагму (2), которую образуют детали корпуса самого прибора. В фокальной плоскости объектива расположена прицельная или дальномерная сетка (4). Основная часть падающего лазерного излучения проходит сквозь сетку, попадает в окуляр (5), а затем, пройдя сложную оптическую систему глаза, попадает на рецепторный аппарат. Но некоторая часть падающего лазерного излучения отражается от сетки (4) и снова проходит через объектив (3) и возвращается (7) к источнику излучения (О.) параллельно падающему излучению (1). Также некоторая часть лазерного излучения отражается от зрительной части сетчатки и проходит обратный путь сквозь оптическую систему глаза и наблюдательного прибора и также возвращается к источнику излучения (О.). Этим и объясняется наличие «блика» даже у наблюдательных приборов, в которых отсутствует сетка.

Для того чтобы наблюдатель не мог увидеть что его обнаружили, в обнаружителях оптических систем применяется лазерные излучатели ближнего инфракрасного диапазона, которое человеческий глаз не видит. Хотя и существует способ детектирования работы обнаружителей оптических систем, при помощи детекторов лазерного излучения [2]. Получается ситуация, в которой оптический объект – наблюдательный прибор или прицел выступает в качестве отражателя инфракрасного излучения, а человеческий глаз его просто не воспринимает, как это показано на рисунке 2.

Рис. 2. Спектральная чувствительность глаза человека (1) и наиболее распространенные используемые длины волн инфракрасных лазерных излучателей: (2) – 780 нм; (3) – 808 нм; (4) – 850 нм; (5) – 905 нм; (6) – 1064 нм.

Из рисунка 2 видно, что человеческий глаз имеет практически нулевую чувствительность к излучению с длинной волны более 700 нм, что собственно и используется в обнаружителях оптических систем, чтобы быть не заметными.

Но именно эта особенность и имеет тот самый недостаток в работе обнаружителя оптических систем, который и требовалось найти – так как человеческий глаз не воспринимает излучение в инфракрасной области спектра, то наличие или отсутствие излучения в инфракрасной области спектра никак не оказывает влияние на работу наблюдательного прибора. Но в тоже время способность наблюдательного прибора отражать инфракрасное излучение имеет решающее значение для работы обнаружителя оптических систем.

Если не допустить попадание инфракрасного излучения на фокальную плоскость объектива, в которой расположена сетка, то оно не сможет отразиться от нее, а значит, не будет видно и характерного «блика». Для того чтобы отсечь инфракрасное излучение необходимо применить оптический фильтр, который будет пропускать коротковолновую часть спектра с минимальным поглощением, а излучение с длинной волны более 700 нм сильно поглощать. Характеристика пропускания нужного фильтра (Shortpass) приведена на рисунке 3.

Рис. 3. Характеристика Shortpass фильтра для отсекания ИК излучения.

Поместим оптический фильтр с подобной характеристикой перед объективом оптической системы, которая была продемонстрирована на рисунке 1 и снова проанализируем ее работу на рисунке 4.

Рис. 4. Оптическая система с ИК фильтром.

ИК фильтр (7), поглощает инфракрасное лазерное излучение (1) от источника (О.) и оно не может попасть на фокальную плоскость объектива, чтобы отразиться от сетки (4), следовательно, работа оптической системы нарушается и оптическая система становится не обнаруживаемой при помощи инфракрасной лазерной локации. При этом свет от объекта наблюдения (цели О2.) проходит через оптический фильтр без существенного поглощения, что позволяет вести наблюдение или прицельную стрельбу.

Заключение

Применение оптических приборов, которые не обнаруживаются при помощи обнаружителей и детекторов оптических систем, должно носить в основном специальное назначение. Поэтому не имеет смысла отдельно выпускать наблюдательные приборы или прицелы со встроенными в их оптическую систему ИК фильтрами, наиболее оптимальный вариант выпускать комплекты ИК фильтров для использования с приборами, выпуск которых налажен серийно. На рисунке 5 показана фотография специального прицела ПСО-1 с ИК фильтром.

Рис. 5. Специальный прицел ПСО-1.

Данный прицел невозможно обнаружить при помощи обнаружителей или детекторов оптических систем. Но не стоит забывать, что наблюдателя или снайпера при плохой маскировке могут обнаружить и невооруженным глазом.

Литература

1.                  Скачков А.И. Применение ложных оптических целей для дезинформирования обнаружителей оптических систем // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. – 2011, - №3.

2.                  Скачков А.И. Детектор обнаружителей оптических систем // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. – 2011, - №2.

Поступила в редакцию 18.04.2011 г.