相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2014年9月24日提交的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?4/495,748的部分繼續(xù)申請(qǐng)。關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開(kāi)發(fā)的聲明不適用聯(lián)合研究協(xié)議締約方的名稱(chēng)不適用通過(guò)引用的方式結(jié)合光盤(pán)上提交的材料不適用本發(fā)明一般涉及定向能量非相干無(wú)電極等離子體光源，其是一種用于暫時(shí)性人類(lèi)和動(dòng)物光學(xué)破壞和人身保護(hù)的非致命能量武器，特別涉及用于近距離和長(zhǎng)距離交戰(zhàn)的固定式、移動(dòng)安裝式、安裝在船上的、安裝在飛機(jī)上的、便攜式和手持式探照燈、聚光燈和閃光燈，它們對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物攻擊者進(jìn)行照亮、警告破壞、擊退、抑制和光學(xué)破壞。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，已經(jīng)證實(shí)了使用非致命的效應(yīng)器武器和人身保護(hù)裝置在處置執(zhí)法、懲戒、安全人員和軍事人員以及人身安全的敵對(duì)者中越來(lái)越有效。大多數(shù)對(duì)抗中保護(hù)人員的目標(biāo)是用最少量的必要武力來(lái)控制局勢(shì)。出于公共政策的原因，避免附帶損害越來(lái)越重要。武力應(yīng)對(duì)的等級(jí)逐漸上升，從觀察事態(tài)開(kāi)始，進(jìn)而到視覺(jué)和口頭警告，干擾，使用非致命武力，如果可能，避免使用致命武力。永久性傷害或死亡的可能性隨著武力應(yīng)對(duì)等級(jí)的增加而增加。因此，安全人員將希望有一個(gè)測(cè)量過(guò)的應(yīng)對(duì)方式，其能夠確保他們的人身安全，還能以可得到的最大限度減少敵對(duì)者和旁觀者的傷害。攻擊者距執(zhí)法人員的距離越遠(yuǎn)，執(zhí)法人員必須作出反應(yīng)和制定測(cè)量過(guò)的非致命應(yīng)對(duì)措施以最小化對(duì)攻擊者和執(zhí)法人員的附帶損害的時(shí)間越多。理想地，非致命效應(yīng)器應(yīng)該提供個(gè)人和組控制選項(xiàng)。光定向能量武器的先期發(fā)展包括：激光炫目器：利用相干光的超亮光激光源聲稱(chēng)可以控制安全人員和敵對(duì)者之間的對(duì)抗升級(jí)。激光炫目器通過(guò)使用綠激光暫時(shí)使受試者失明來(lái)工作，而不會(huì)有使人致命的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)針對(duì)軍事用途建立的多數(shù)機(jī)型被設(shè)計(jì)成在白天的工作距離為300至500米，而據(jù)報(bào)道在夜晚的工作距離長(zhǎng)達(dá)一公里。這些裝置的示例描述于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,685,636；6,007,218；和7,040,780。激光光學(xué)破壞公司聲稱(chēng)白天能在1,000-1,600英尺處操作，夜晚能夠在3200英尺處操作。在40米處，200毫瓦激光器的強(qiáng)光束可以永久損傷眼睛。報(bào)紙上已經(jīng)報(bào)道過(guò)軍隊(duì)使用非致命激光器造成一些永久性眼睛損傷。相干光激光器的主要缺點(diǎn)是它們產(chǎn)生的光有非常窄的單光譜，使得難以管理強(qiáng)度來(lái)避免永久性眼睛損傷。人眼不適應(yīng)自然保護(hù)抵抗像激光的相干光的單波長(zhǎng)輸出，并且人眼高度易受激光束的傷害。另一方面，人類(lèi)很適應(yīng)對(duì)在陽(yáng)光的寬光譜中的非相干光安全地作出反應(yīng)。這使得非相干光比激光束具有安全優(yōu)勢(shì)。激光器技術(shù)的成本相對(duì)地比其它非致命手持燈技術(shù)要高。此外，激光器易受諸如特定波眼睛保護(hù)的防范措施的影響。相干單激光波長(zhǎng)具有不覆蓋對(duì)應(yīng)于從白天到夜晚視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞之間的眼睛靈敏度的偏移的所有波長(zhǎng)的附加缺點(diǎn)。此外，激光器受?chē)?guó)際武器貿(mào)易條例(itar)的出口管制，出口受到高度限制。led/閃光燈和頻閃燈：2007年10月，“治安和安全新聞(police&securitynews)”報(bào)道了拉爾夫·馬羅茲(ralphmroz)發(fā)表的題為“利用下一代頻閃燈打擊高強(qiáng)度犯罪(high-intensitycrimefightingwithnext-generationstrobelights)”的文章：“最新技術(shù)是頻閃燈……”頻閃提供什么好處？以下是一些主張：1)導(dǎo)致方向障礙和失明；2)造成周邊視力喪失：3)限制對(duì)你進(jìn)行準(zhǔn)確射擊的能力；和4)引起恐懼和/或猶豫不決……。他們也將被頻閃的非常明亮的白光致盲—我們都熟悉60或更多流明對(duì)嫌疑人眼的致盲作用。頻閃在致盲的基礎(chǔ)上增加了方向障礙的作用。這樣的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。更新的設(shè)備是美國(guó)專(zhuān)利7,180,426，一種多色頻閃led裝置，用于模擬結(jié)合頻閃效果的全光譜光。它的有效范圍在30英尺以下。其它發(fā)光二極管(led)和高強(qiáng)度放電(hid)裝置的示例描述于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)8,710,742；8,419,213；7,909,484；7,500,763；和6,190,022。短弧光學(xué)破壞：歷史上，一些弧燈探照燈是足夠明亮的，足以導(dǎo)致永久性或暫時(shí)性失明，并且它們被用來(lái)在第二次世界大戰(zhàn)期間使轟炸機(jī)的全體乘員目眩。運(yùn)河防衛(wèi)燈(cdl)是英國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)大約1943時(shí)的“秘密武器”。它基于安裝在坦克上的強(qiáng)大的碳弧探照燈的使用。一排坦克(4)將以高達(dá)1000碼和以19度的角度瞄準(zhǔn)戰(zhàn)場(chǎng)，向前行駛，打開(kāi)和關(guān)閉光閘以干擾敵人。它的目的是在夜間襲擊時(shí)使用，這時(shí)光允許敵方位置被瞄準(zhǔn)。光的第二用途是使敵軍眩目和迷失方向，使他們更難準(zhǔn)確地還擊。美國(guó)專(zhuān)利7,866,082教導(dǎo)了一種使一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體失能的方法，包括以下步驟：提供高強(qiáng)度非相干光束發(fā)射裝置，其中該裝置具體包括短弧燈；非致命的短弧燈發(fā)明的示例描述于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)7,497,586；7,866,082；8,567,980；和8,721,105。短弧燈輸出的優(yōu)點(diǎn)是：相比于led或hid光源，其可以聚焦以在遠(yuǎn)得多的距離處操作。作為美國(guó)專(zhuān)利7,497,586和7,866,082的主題的方法和設(shè)備的缺點(diǎn)包括高功耗(15流明/瓦(lm/w))，能量到光的5％的轉(zhuǎn)換率，投射光束中的偽影，例如由電極和陰極產(chǎn)生的陰影，并且聚焦效率非常易受制造公差和操作期間的熱膨脹的影響，從而需要連續(xù)的焦距調(diào)節(jié)。短弧燈和帶電極的其它燈必須處理光束中心處的“黑洞”現(xiàn)象以及等離子體球形狀畸變，其中“黑洞”現(xiàn)象由光束中的陰影、偽影(由光流中的電極、陰極端子和電線引起的)導(dǎo)致，等離子體球形狀畸變是由電極和寬的制造公差引起。此外，由于電線和燈需要穿透短弧燈的反射器表面，因此反射器中設(shè)有后孔，該后孔可能會(huì)導(dǎo)致短弧燈的光損失。對(duì)于便攜式應(yīng)用，由于短弧燈的能量消耗高，因而電池尺寸和重量成為設(shè)計(jì)缺點(diǎn)。短弧燈的有效燈壽命限制在400-1000小時(shí)。此外，因?yàn)槎袒舻碾姌O腐蝕，所以當(dāng)燈外殼變黑時(shí)，可以預(yù)期到光譜輸出會(huì)發(fā)生變化。唯一的解決方案是頻繁地更換短弧燈。此外，短弧燈通常是大的，對(duì)于手持或移動(dòng)裝置大約為100cm乘以20cm，這使得它們的設(shè)計(jì)困難和麻煩。閃光彈裝置/拋射太陽(yáng)裝置：眩暈手榴彈，也被稱(chēng)為閃光手榴彈或閃光彈，是一種非致命的爆炸裝置，用于暫時(shí)迷惑敵人的感官。它被設(shè)計(jì)為產(chǎn)生致盲閃光和大于170分貝(db)的強(qiáng)噪音“砰”，而不會(huì)造成永久性傷害。它在20世紀(jì)60年代首次開(kāi)發(fā)。產(chǎn)生的閃光瞬間激活眼睛中的所有光感受器細(xì)胞，剝奪目標(biāo)視力約五秒鐘。這類(lèi)裝置的示例描述于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)8,161,883；8,113,689；7,191,708；和6,767,108。這些類(lèi)型的裝置在封閉空間中使用。附帶損害是一種高風(fēng)險(xiǎn)。這些裝置的大聲爆炸可能導(dǎo)致暫時(shí)性或永久性的聽(tīng)力喪失和失去平衡。雖然眩暈手榴彈被設(shè)計(jì)為非致命的，但已經(jīng)報(bào)告了幾起受傷事件。這些裝置的缺點(diǎn)是它們可能使使用者以及旁觀者失明，并且散布方法可能會(huì)引起火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。一些死亡和火災(zāi)歸因于他們的使用。具體來(lái)說(shuō)，在沖擊時(shí)爆炸的磷手榴彈，產(chǎn)生大量噪音，明亮的白光，具有產(chǎn)生能夠?qū)е聡?yán)重?zé)齻母咚綗崃康娜秉c(diǎn)。電-肌肉破壞：據(jù)報(bào)道，從受傷到死亡，風(fēng)險(xiǎn)與電擊和裝備有橡膠子彈的槍支有關(guān)，如在報(bào)紙中報(bào)道的。使用非致命光避免了由于強(qiáng)電擊裝置造成的潛在的死亡風(fēng)險(xiǎn)。有批評(píng)者認(rèn)為，這種類(lèi)型的技術(shù)通過(guò)強(qiáng)加痛苦來(lái)獲得服從，這違反了“1987年采用的聯(lián)合國(guó)禁止酷刑和其它殘忍、不人道或有辱人格的待遇或處罰公約(“酷刑公約”)”。對(duì)于某些非致命武器來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題仍然是個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題。“美國(guó)政府承認(rèn)在特定情況下多種具體類(lèi)型的濫用和虐待的繼續(xù)指控，在刑事司法系統(tǒng)范圍內(nèi)存在值得關(guān)注的方面，以及充分實(shí)現(xiàn)“公約”的目的和目標(biāo)的障礙。這些包括以下的指控和實(shí)例(在某些情況下甚至模式或慣例)：-警察濫用，殘暴使用和不必要或過(guò)度使用武力，包括不當(dāng)使用如催淚瓦斯和化學(xué)(胡椒)噴霧器、電擊槍或“眩暈槍”、眩暈帶、警犬、手銬和腿部枷鎖的裝置和技術(shù)；……”禁止酷刑委員會(huì)出版的“禁止酷刑和其它殘忍，不人道或有辱人格的待遇或處罰公約”，考慮締約國(guó)根據(jù)公約”第十九條提交的報(bào)告(見(jiàn)第21頁(yè)，第70段)。因此，與現(xiàn)有方法相比，需要一種這樣的裝置，其顯著降低永久性損傷的風(fēng)險(xiǎn)并增加干擾或限制一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體的活動(dòng)的有效性。特別地，發(fā)射非致命的非相干光的裝置及其使用方法(其中燈具有10,000-50,000小時(shí)的制造商額定燈壽命，相比而言短弧燈的制造商額定燈壽命為500-2,000小時(shí))通過(guò)消除電極的存在以及消除短弧燈可能發(fā)生的腐蝕(導(dǎo)致燈外殼變黑)而發(fā)出更一致的光譜輸出；降低生產(chǎn)和維護(hù)成本，因?yàn)樵黾拥膲勖A(yù)期使得不需要與短弧燈一樣頻繁地更換燈；與尺寸為100cm乘以20cm的短弧燈相比更小，大約3mm乘以10mm，由此能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)造緊湊且更結(jié)實(shí)的裝置；以及產(chǎn)生不會(huì)損害目標(biāo)的光能量，符合165個(gè)國(guó)際國(guó)家在1987年采用的聯(lián)合國(guó)國(guó)際協(xié)議的宗旨。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是一種非致命的、低于致命的或次等致命的手持式、移動(dòng)式或固定式光束，其使用來(lái)自無(wú)電極等離子體(efp)光源的非相干可見(jiàn)白光來(lái)照亮、警告、以及暫時(shí)使之迷失方向、視覺(jué)上損害、使之眩目、光學(xué)地使之迷失方向、降低其認(rèn)知能力、肌肉破壞、或以其它方式控制和限制一個(gè)或多個(gè)人，攻擊者，作案者，入侵者或敵對(duì)者的行動(dòng)，而不會(huì)造成永久性的傷害。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供基于強(qiáng)光的非致命的非損傷眼睛的安全裝置，尤其是提供使用來(lái)自無(wú)電極光源(燈)的非相干光的非致命的、非損傷性的安全裝置，通過(guò)由聚焦的明亮的可見(jiàn)光束產(chǎn)生的照亮引起視覺(jué)損害和方向障礙，以實(shí)現(xiàn)更大的操作距離，以及更少的能耗和更少的晝夜操作時(shí)的光學(xué)畸變。本發(fā)明是一種非致命光定向能量武器和非致命效應(yīng)器方法，其用于使用產(chǎn)生非相干可見(jiàn)光的裝置對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物進(jìn)行觀察、抑制、使之眩目、失能、光學(xué)破壞和控制，該裝置由恒定或調(diào)制的efp輸出源或感應(yīng)等離子體燈組成，其強(qiáng)度和焦距足以導(dǎo)致人或動(dòng)物(目標(biāo))在被光束照射時(shí)發(fā)生暫時(shí)的光學(xué)破壞一段時(shí)間，而不會(huì)在所選擇的交戰(zhàn)距離處造成永久的身體傷害。該方法利用無(wú)電極等離子體(efp)燈，其是一種由電磁波激發(fā)的氣體放電燈，將波集中在波導(dǎo)中，或電磁波直接激勵(lì)位于波場(chǎng)內(nèi)的填充燈泡中的發(fā)光等離子體。電磁波包括無(wú)線電(rf)以及用磁控管生成的hf能量(微波)，用于為等離子體光源供能，或者它們可以是在位于由激光束激勵(lì)的場(chǎng)內(nèi)的填充燈泡中被激勵(lì)的發(fā)光等離子體。與其它非相干光源相比，無(wú)電極光源最顯著優(yōu)點(diǎn)在于將光引導(dǎo)到目標(biāo)的光學(xué)配置具有額外的靈活性。設(shè)計(jì)人員不再需要圍繞由在投射的光束路徑中的電極和陰極電線引起的投影(黑洞)工作。這種efp輸出的光線幾乎是完美的精確的光源，小到1到3mm，允許它根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行聚焦和準(zhǔn)直，而不需要圍繞不需要的偽影進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)使用efp燈進(jìn)行照亮和光學(xué)破壞時(shí)，每瓦輸出的流明有四到十倍的提高，這允許更小的電池組和更輕的便攜式設(shè)備。該方法利用通常安裝在透鏡后面或反射器內(nèi)的efp燈，其可以結(jié)合鏡子、透鏡或組合和配置的光學(xué)系統(tǒng)，其中所生成的小的等離子體球最佳地位于透鏡或反射器的焦點(diǎn)處，并且定位成對(duì)來(lái)自該燈的光進(jìn)行準(zhǔn)直使其通過(guò)窗口，并且引導(dǎo)光束以期望的釋放角度朝向在近距離或遠(yuǎn)距離處的(多個(gè))目標(biāo)。用于光源或光學(xué)陣列或其組件的可調(diào)或固定的安裝基座可以允許調(diào)節(jié)透鏡、反射器和光學(xué)器件的位置，直到傳送到目標(biāo)的光束強(qiáng)度達(dá)到最佳光聚焦。該方法可以使用陣列中的一個(gè)或多個(gè)efp裝置來(lái)瞄準(zhǔn)更遠(yuǎn)的距離處或更廣的交戰(zhàn)場(chǎng)中的攻擊者。本發(fā)明的設(shè)備在執(zhí)法、軍事、私人安全、現(xiàn)場(chǎng)急救員(first-responder)、海事和人身安全應(yīng)用中得以使用。它們可以設(shè)計(jì)用于手持設(shè)計(jì)，安裝在車(chē)輛和輪船上，固定式，船載和其它用途。該方法的示例性設(shè)備配置如圖8至圖11所示。為了使說(shuō)明簡(jiǎn)要，此處描述了本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的任何特定實(shí)施例不一定可以實(shí)現(xiàn)所有這些優(yōu)點(diǎn)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以以實(shí)現(xiàn)本文教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤?，而不一定?shí)現(xiàn)本文教導(dǎo)或建議的其它優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明結(jié)合附圖，從以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中將更好地理解本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。圖1：人眼視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞對(duì)光的視網(wǎng)膜反應(yīng)。圖2：填充有氬和金屬鹵化物的efp燈的光譜輸出。圖3：安裝在諧振器中的efp燈的圖示圖。圖4：efp燈外殼。圖5：efp燈啟動(dòng)順序步驟1-3。圖6：典型efp燈具的元件圖。圖7：具有準(zhǔn)直反射器的直列式efp燈具。圖8：具有準(zhǔn)直反射器和內(nèi)部光學(xué)器件的直列式efp燈具。圖9：安裝在云臺(tái)上的具有準(zhǔn)直反射器和內(nèi)部光學(xué)器件的efp燈具。圖10：具有準(zhǔn)直反射器和內(nèi)部光學(xué)器件的直角efp燈具。圖11：安裝在云臺(tái)上的八個(gè)efp燈具的陣列。圖12：具有內(nèi)置折射表面的拋物型反射器表面。圖13：透鏡外側(cè)上的折射器，其中準(zhǔn)直透鏡具有四種類(lèi)型的表面。圖14：內(nèi)置折射器，其中準(zhǔn)直透鏡有四種表面類(lèi)型。圖15：菲涅爾透鏡。圖16：(a)亮度通量破壞模式-無(wú)電極等離子燈和(b)亮度通量破壞模式-短弧燈。圖17：(a)氙短弧燈光譜和(b)efp燈光譜。具體實(shí)施方式定義：除非另有定義，否則本文使用的所有術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。全文所披露的所有專(zhuān)利、專(zhuān)利申請(qǐng)和出版物通過(guò)引用整體并入。一個(gè)術(shù)語(yǔ)在本文中有多個(gè)定義的情況下，以本節(jié)為準(zhǔn)。本文所用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)電極等離子體”(efp)也指并且包括“無(wú)電極等離子體”、“無(wú)電極燈”、“感應(yīng)光”和“無(wú)電極等離子體光”輸出源、“氣體放電燈”、“感應(yīng)等離子體燈”和感應(yīng)等離子體發(fā)光體，包括發(fā)光等離子體、高效等離子體、激光驅(qū)動(dòng)等離子體發(fā)光體和無(wú)電極高強(qiáng)度放電(hid)燈，其中在燈外殼內(nèi)部沒(méi)有電極。本文所用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)線電波”和“射頻”(rf)是指頻率從300mhz到3,000ghz的電磁波，并且包括在300mhz和300ghz之間的微波。本文所用的術(shù)語(yǔ)“電磁波”是指包括伽馬射線、x射線、紫外光(uv)、可見(jiàn)光、紅外光(ir)、微波和無(wú)線電波的電磁波。本文所用的術(shù)語(yǔ)“光學(xué)破壞器或光學(xué)破壞”是指通過(guò)引起視覺(jué)損害、神經(jīng)破壞、肌肉破壞、運(yùn)動(dòng)技能破壞、方向障礙、眩暈、惡心、暫時(shí)失明、夜盲、雪盲、閃光盲、刺眼、視覺(jué)效能下降、認(rèn)知能力下降、失去平衡、心理物理效應(yīng)、猶豫不決、視力喪失，周邊視力喪失、精細(xì)和粗大運(yùn)動(dòng)技能的破壞(也被稱(chēng)為抑制、失能、眩暈和炫目)，來(lái)限制目標(biāo)的行動(dòng)能力。本文所用的術(shù)語(yǔ)“非致命”應(yīng)適用于本領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域中的技術(shù)人員通常所定義和使用的術(shù)語(yǔ)的含義，并且包括術(shù)語(yǔ)“低于致命”和“次等致命”，正如執(zhí)法部門(mén)，美國(guó)司法部和安全人員所使用的。本文所用的術(shù)語(yǔ)“非相干光”是指不是由相干或單波長(zhǎng)光源(例如激光或led)產(chǎn)生的光。來(lái)自太陽(yáng)和等離子體燈的普通光主要由許多不同波長(zhǎng)的光波組成，并且被認(rèn)為是與“相干光”相反的傾向于隨機(jī)定相的非相干光，相干光中的波彼此同相，如通常在激光中發(fā)現(xiàn)的。本文所用的術(shù)語(yǔ)“測(cè)距器”是用于估計(jì)、近似或確定從本發(fā)明的設(shè)備的等離子體源到目標(biāo)的距離的任何裝置。這種測(cè)量裝置的示例包括電子測(cè)距儀、ir測(cè)距儀、激光測(cè)距器(lrf)、無(wú)線電波(rf)測(cè)距儀、雷達(dá)和聲波測(cè)量裝置。本文所用的術(shù)語(yǔ)“用于確定光水平的裝置”是指用于估計(jì)、近似或確定背景光水平的任何裝置或用于確定目標(biāo)處的光水平的裝置。這種裝置的一個(gè)例子是定向測(cè)光儀。本文所用的術(shù)語(yǔ)“用于觸發(fā)的手段”是指可用來(lái)從本發(fā)明的裝置釋放光束的任何方法。本文所用的術(shù)語(yǔ)“刺眼”是指由于在人的視場(chǎng)中的明亮光源而導(dǎo)致的可見(jiàn)度狀況降低的效果。這是暫時(shí)的效果，一旦光源熄滅，或遠(yuǎn)離受試者，這種效果就會(huì)消失。光源將發(fā)出在光譜的人類(lèi)可見(jiàn)部分中的光，并且必須是連續(xù)的或閃爍的，以保持降低的可見(jiàn)度的刺眼效果。由刺眼引起的視力損害程度取決于光源相對(duì)于環(huán)境照明條件的亮度。缺點(diǎn)是攻擊者仍然能夠造成傷害，并且仍然可以看見(jiàn)。本文涉及的術(shù)語(yǔ)“閃光失明”和“閃光盲”是暫時(shí)的失去或降低，以使在明亮的光源被關(guān)閉之后繼續(xù)降低可見(jiàn)度。它在一個(gè)人的視野中看起來(lái)是一個(gè)斑點(diǎn)或余像，其干擾在某個(gè)或任何方向上視物的能力。這種損害的本質(zhì)是使得人們難以看清物體，特別是小的對(duì)比度低的物體或者在遠(yuǎn)處的物體。視力損害的持續(xù)時(shí)間可以從幾秒到幾分鐘。視力損害取決于初始曝光的亮度和人的視覺(jué)需要。閃光盲效果和刺眼效果之間的主要區(qū)別在于，在光源熄滅后閃光盲引起的視力損害保持一段短的時(shí)間，而由于刺眼效果導(dǎo)致的視力損害不能保持。本文所涉及的術(shù)語(yǔ)“目標(biāo)”和“攻擊者”和“敵對(duì)者”是指來(lái)自本發(fā)明的裝置和方法的光束意欲施加在其上的個(gè)人或動(dòng)物的個(gè)體或群體。本發(fā)明是一種用于抑制、眩暈、失能、光學(xué)破壞和控制人和動(dòng)物的方法，該方法使用具有非相干可見(jiàn)光的裝置，裝置由恒定或調(diào)制的efp光輸出源和感應(yīng)等離子體發(fā)光體組成，其強(qiáng)度和焦點(diǎn)足以導(dǎo)致人或動(dòng)物(目標(biāo))在被光束照射時(shí)發(fā)生暫時(shí)的光學(xué)破壞一段時(shí)間，而不會(huì)在所選擇的交戰(zhàn)距離處造成永久的身體傷害。本發(fā)明的設(shè)備將在執(zhí)法、軍事、私人安全、現(xiàn)場(chǎng)急救員以及海事和人身安全應(yīng)用中得到應(yīng)用。本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例包括但不限于手持設(shè)計(jì)、安裝在車(chē)輛和輪船上、靜止或邊緣固定、船載。非致命的應(yīng)用將包括人群控制和反海盜行為和恐怖主義對(duì)抗措施。該方法利用efp燈，一種氣體放電燈，其可由電磁波激勵(lì)，該電磁波激勵(lì)位于場(chǎng)中的燈泡中的發(fā)光等離子體，以激發(fā)用于控制人和動(dòng)物的等離子體光源(圖5)。該方法可以利用安裝在反射器內(nèi)的efp燈，結(jié)合反射器、鏡子、透鏡或其組合和配置的光學(xué)系統(tǒng)，使得生成的小的等離子體球最佳地位于光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)并且定位成對(duì)來(lái)自燈的光進(jìn)行準(zhǔn)直使其通過(guò)窗口，并且引導(dǎo)光束朝向在近距離或遠(yuǎn)距離處(針對(duì)白天或夜晚操作)目標(biāo)(圖8、8、9和10)。該方法允許使用者將逐漸增強(qiáng)的“一系列武力”應(yīng)用于；1)照亮目標(biāo)和周邊區(qū)域以觀察并確定行為；2)通過(guò)從裝置發(fā)出非破壞光束并照亮目標(biāo)以引起它們的注意來(lái)警告(多個(gè))目標(biāo)，作為控制、警告和聯(lián)系技術(shù)，3)增強(qiáng)光束并調(diào)制光束輸出以擾亂并阻止目標(biāo)，作為低水平的服從技術(shù)，以及4)以連續(xù)或可變強(qiáng)度增強(qiáng)傳送到目標(biāo)的光束輸出，以便以0.1至12流明/平方厘米光學(xué)地破壞(多個(gè))目標(biāo)。本發(fā)明的一個(gè)方面是通過(guò)過(guò)度刺激一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體的視神經(jīng)來(lái)干擾或約束的他們的活動(dòng)的方法。該方法包括以下步驟：提供從容納在裝置內(nèi)的無(wú)電極等離子體燈發(fā)射的高強(qiáng)度非相干光束，并且當(dāng)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體面對(duì)或偏對(duì)于裝置時(shí)將高強(qiáng)度非相干光束引導(dǎo)到他/她/他們。在本發(fā)明的這個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)電極等離子體燈產(chǎn)生在200nm至1,500nm范圍內(nèi)的高強(qiáng)度非相干光束，并且具有直徑小于或等于5mm的等離子體源。優(yōu)選地，高強(qiáng)度非相干光束頻率為約300nm至約900nm，約380nm至約780nm或約510nm至約560nm。無(wú)電極等離子體燈可以選自由無(wú)電極發(fā)光等離子體燈、無(wú)電極高效等離子體燈、無(wú)電極高強(qiáng)度放電燈、無(wú)電極激光驅(qū)動(dòng)等離子體燈和無(wú)電極感應(yīng)等離子體燈組成的組。高強(qiáng)度非相干光束以約0.1至約12流明/平方厘米，優(yōu)選約0.5至約12流明/平方厘米傳送至一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體。等離子體源等于或小于5mm，并且由等離子體產(chǎn)生，該等離子體通過(guò)從由激光、x射線輻射、γ射線輻射、微波輻射和射頻波組成的組中選擇的電磁波激發(fā)。無(wú)電極燈填充有選自由氙、氬、氪、氫、金屬鹵化物、鈉、汞和硫組成的組中的氣體。在另一個(gè)實(shí)施例中，高強(qiáng)度非相干光束的輸出強(qiáng)度以隨機(jī)周期或固定周期調(diào)整。當(dāng)調(diào)整為以隨機(jī)周期或固定周期傳輸時(shí)，周期輸出強(qiáng)度可以每秒增加和減小15次以?xún)?nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括對(duì)高強(qiáng)度非相干光束進(jìn)行過(guò)濾以降低或去除低于約440nm的頻率的步驟。此外，該方法還可以包括確定到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的距離并調(diào)整高強(qiáng)度非相干光束以在一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的位置處實(shí)現(xiàn)所需的流明/平方厘米的步驟。在該實(shí)施例中，確定一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)處的環(huán)境光，并且調(diào)整高強(qiáng)度非相干光束以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的位置處所需的流明/平方厘米。在另一其它實(shí)施例中，無(wú)電極等離子體燈填充有具有降低的uv光發(fā)射的氣體、揮發(fā)性金屬或金屬鹽。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體是一個(gè)或多個(gè)哺乳動(dòng)物、爬行動(dòng)物或鳥(niǎo)類(lèi)。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)哺乳動(dòng)物是一個(gè)或多個(gè)人。本發(fā)明的另一方面是通過(guò)過(guò)度刺激視神經(jīng)來(lái)干擾或約束一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)個(gè)體的活動(dòng)的裝置。該裝置包括：具有頭部的外殼體，頭部具有用于透射光束的窗口；光學(xué)系統(tǒng)，面向窗口安裝在頭部中；一個(gè)或多個(gè)無(wú)電極燈，用于發(fā)射高強(qiáng)度非相干光束，安裝在光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)處以將光朝向窗口準(zhǔn)直；以及用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)無(wú)電極燈的電路裝置。電路裝置具有能量源，用于操作的到(多個(gè))能量源的(多個(gè))等離子體燈感應(yīng)耦合器以及控件。設(shè)備內(nèi)部efp燈或感應(yīng)發(fā)光體是一種氣體放電燈，其中生成光所需的電力經(jīng)由電場(chǎng)或磁場(chǎng)從燈外殼之外傳遞到內(nèi)部的氣體，這與典型的氣體放電燈相反，典型的氣體放電燈使用通過(guò)導(dǎo)體連接至電源的內(nèi)部電極，該導(dǎo)體穿過(guò)燈外殼。消除內(nèi)部電極有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在過(guò)去，技術(shù)的可靠性受到用于生成微波的磁控管的限制。磁控管技術(shù)經(jīng)改善后提供了更長(zhǎng)的壽命?？梢允褂霉虘B(tài)rf生成裝置，延長(zhǎng)使用壽命。現(xiàn)在使用固態(tài)芯片來(lái)生成rf比使用磁控管更昂貴，因此適用于高價(jià)值的市場(chǎng)定位。由固態(tài)rf驅(qū)動(dòng)器生成的rf信號(hào)被引導(dǎo)到圍繞燈泡的電場(chǎng)中。電場(chǎng)中的高度集中的能量將燈泡的內(nèi)容物蒸發(fā)到燈泡中心處的等離子體狀態(tài)。受控等離子體生成非常緊湊的明亮光源，其可以很容易地聚焦。本發(fā)明的efp光源和發(fā)生器可以集成到殼體和/或安裝件中并且與適用于應(yīng)用的dc電池或直接的ac源耦合。在手持裝置的一個(gè)實(shí)施例中，市售280wefp光源和本發(fā)明的發(fā)生器可以集成到殼體和安裝件中并與適用于特定應(yīng)用的dc電池或直接的ac源耦合。efp發(fā)生器配置有拋物型反射器以提供經(jīng)準(zhǔn)直的發(fā)散光束，該發(fā)散光束以1度或更小的夾角發(fā)散(見(jiàn)圖7)。在本實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置由efp驅(qū)動(dòng)器、等離子體燈，以及相關(guān)聯(lián)的光學(xué)部件、目標(biāo)測(cè)距子系統(tǒng)和電池、功率轉(zhuǎn)換和控制電子系統(tǒng)、以及反射器組成。在該實(shí)施例中，該裝置在目標(biāo)處產(chǎn)生1.4至10流明/平方厘米，在白天提供長(zhǎng)達(dá)150英尺，夜間500英尺的“光學(xué)破壞”，警告能力高達(dá)1英里。如圖11所示，安裝在云臺(tái)上的八個(gè)1000wefp燈的陣列具有高度準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)，晚上能在1英里或更遠(yuǎn)距離處，白天能在0.5英里或更遠(yuǎn)處產(chǎn)生光學(xué)破壞。該配置照亮并警告眼視界內(nèi)的攻擊者。在優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置由135wtopangaapl250-4000rf固態(tài)驅(qū)動(dòng)器rf驅(qū)動(dòng)器、同軸連接器電纜、topangaapl250-4000sf諧振器，以及apl250-4000等離子體燈泡、嵌入陶瓷諧振器的石英燈、和相關(guān)聯(lián)的微控制器接口的組裝體組成，并且由能夠供應(yīng)至少10安培的鋰離子24伏充電電池供電(見(jiàn)圖18)。rf同軸電纜離開(kāi)rf驅(qū)動(dòng)器，并且圍繞透鏡支撐件成螺旋形，透鏡支撐件保持光學(xué)透鏡就位于等離子體點(diǎn)光源的焦點(diǎn)處。由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡(圖13)包圍等離子體光源的面，收集并準(zhǔn)直光，并且被設(shè)計(jì)成使光線通常以0.5度的角度發(fā)散。電池定位成與諧振器和rf驅(qū)動(dòng)器相鄰，所有這些都被容納在附接到諧振器的殼體中。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也可以理解的，散熱器附接到諧振器，提供對(duì)流冷卻以驅(qū)散熱量積聚并保持諧振器的最佳操作溫度。此外，散熱器附接到rf驅(qū)動(dòng)器，提供對(duì)流冷卻以驅(qū)散熱積聚并維持驅(qū)動(dòng)器的最佳操作溫度。并且，光的光譜由燈外殼內(nèi)的填充化學(xué)物質(zhì)調(diào)整，以提供在380-780nm的光譜范圍內(nèi)的像太陽(yáng)光一樣的源輸出。uv濾光器安裝在光學(xué)器件前方的輸出光束上方，以限制低于440nm的85％或以上的uv放射物，以滿足眼睛安全。所有的光學(xué)器件都涂有抗反射涂層，以減少光傳輸損失。在手動(dòng)模式下，光束輸出可以設(shè)置為50％或100％。當(dāng)切換到自動(dòng)模式時(shí)，微控制器被編程為以隨機(jī)模式從20％直到100％或以上改變光水平輸出，導(dǎo)致每秒1到7次光束調(diào)制，從而避免癲癇事件。圖6是包括電源的基本示例裝置，電源為ac電源到dc電源或dc電池。電源或電池為驅(qū)動(dòng)器供電。示例性驅(qū)動(dòng)器是固態(tài)rf放大器。該市售驅(qū)動(dòng)器具有包圍efp燈的諧振器。市售的示例性rf放大器由微控制器控制以管理光輸出強(qiáng)度。燈外殼包含氣體，并且可以包含低沸點(diǎn)金屬或金屬鹵化物。由rf生成的高度集中的電場(chǎng)使氣體離子化并蒸發(fā)燈中的金屬或鹵化物—產(chǎn)生從單個(gè)點(diǎn)發(fā)射光的等離子體狀態(tài)。圖3描繪了位于rf諧振器或微波磁控管中心的efp燈。燈可以水平或豎直放置。圖4示出了可以使用的不同的efp燈外殼配置?？梢允褂闷渌O(shè)計(jì)。圖5描繪了efp燈啟動(dòng)順序。步驟1描繪了首先對(duì)波驅(qū)動(dòng)放大發(fā)生器施加電力，步驟2描繪了波能被施加到諧振器或磁控管，步驟3描繪了激發(fā)燈填充物以生成等離子體和光。圖7描繪了直列式(inline)efp燈具，其具有驅(qū)動(dòng)器和具有準(zhǔn)直拋物型反射器的光源。雖然采用這種反射器配置由于僅使用反射器而造成有小部分光沒(méi)有被捕獲到并且由于發(fā)散而損失，但是大多數(shù)光以近似平行的光線被引導(dǎo)出前窗，并且在優(yōu)選實(shí)施例中光分散小于1度。相對(duì)于短弧燈設(shè)計(jì)這是種改進(jìn)，短弧燈設(shè)計(jì)在反射器的后部具有孔并且在該方向上也損失光。進(jìn)一步改進(jìn)的配置圖8是efp燈具的直列式布局，該efp燈具具有準(zhǔn)直反射器和內(nèi)部光學(xué)器件，內(nèi)部光學(xué)器件可用于捕獲幾乎所有圖7光學(xué)配置中可能損失的雜散光。這種布局使它成為看起來(lái)像便攜式“手電筒”的手持式配置。圖9示出了安裝在用于跟蹤和瞄準(zhǔn)攻擊者的云臺(tái)和滾轉(zhuǎn)裝置上的本發(fā)明的實(shí)施例。它們可以自動(dòng)或手動(dòng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，并結(jié)合自動(dòng)跟蹤技術(shù)來(lái)跟蹤預(yù)期目標(biāo)。圖10是具有準(zhǔn)直反射器和內(nèi)部光學(xué)器件的efp燈具的直角布局。這種布局使它成為像便攜式“燈籠”的手持式配置。圖11示出了作為如圖11所示的單個(gè)光源或多個(gè)光源裝置的efp燈具，用于針對(duì)更遠(yuǎn)的目標(biāo)提供更大的部署射程，以及如人群控制可能需要的更寬廣的交戰(zhàn)場(chǎng)。圖12是拋物型反射器表面的示例，其具有用于準(zhǔn)直光源的內(nèi)置折射表面和最小雜散光損失。圖13是透鏡外側(cè)上的示例性折射器，其中準(zhǔn)直透鏡具有用于準(zhǔn)直光源的四種類(lèi)型的表面和最小雜散光損失。圖14是內(nèi)側(cè)上的示例性折射器，其中準(zhǔn)直透鏡具有用于準(zhǔn)直光源的四種表面類(lèi)型和最小雜散光損失。圖15是單獨(dú)的或與如圖7示出的拋物型反射器組合的示例性菲涅耳透鏡，適于其中考慮重量或成本的準(zhǔn)直。操作當(dāng)哺乳動(dòng)物在暴露于高光水平的爆發(fā)時(shí)對(duì)哺乳動(dòng)物光學(xué)破壞的確切機(jī)制不止是發(fā)生暫時(shí)的視力喪失。視神經(jīng)構(gòu)成經(jīng)由顱神經(jīng)和脊神經(jīng)進(jìn)入或離開(kāi)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)數(shù)量的約40％，并傳輸行進(jìn)到視覺(jué)皮質(zhì)的大部分神經(jīng)信息。視覺(jué)系統(tǒng)還提供用于平衡和肌肉控制的輸入。本發(fā)明傳送具有足夠光子含量的亮度，當(dāng)光子含量被施加于目標(biāo)的眼睛時(shí)，其在眼睛視網(wǎng)膜視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞中飽和，產(chǎn)生涌動(dòng)通過(guò)視神經(jīng)的化學(xué)誘導(dǎo)電信號(hào)。假設(shè)一部分光光學(xué)破壞反應(yīng)可能是皮質(zhì)下的，并且經(jīng)由繞過(guò)外側(cè)膝狀體、視輻射和視覺(jué)皮質(zhì)并且直接進(jìn)入上丘的路徑進(jìn)行控制。然后，該路徑經(jīng)由啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的頂蓋延髓和頂蓋脊髓路徑中繼到幾個(gè)腦干和脊髓核。通過(guò)所有可用路徑的神經(jīng)元中發(fā)起的涌動(dòng)可以根據(jù)系統(tǒng)級(jí)感知過(guò)載解釋光學(xué)破壞。為了對(duì)人類(lèi)應(yīng)用最有效，所傳送的最佳光譜頻率范圍需要覆蓋眼睛內(nèi)的所有視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞感受器頻率(參見(jiàn)圖1)，用于完全視紫紅質(zhì)飽和與通過(guò)充滿神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元的電化學(xué)反應(yīng)。對(duì)于人類(lèi)光學(xué)破壞，選擇以500nm到560nm的范圍為中心的頻率(參見(jiàn)圖1)將在驅(qū)動(dòng)電化學(xué)視紫紅質(zhì)反應(yīng)方面最有效。對(duì)于其它動(dòng)物，考慮到不同的動(dòng)物光學(xué)器件，向藍(lán)色/uv范圍或紅色/ir范圍的偏移可能更有效。對(duì)于夜間使用，最初需要較低的光強(qiáng)度，但是一旦該裝置被使用，并且由于目標(biāo)的瞳孔再膨脹不是瞬時(shí)的，則隨后在目標(biāo)上使用可能需要更多的光束強(qiáng)度，該強(qiáng)度可以增加到通常在日光條件下需要的水平。為了應(yīng)對(duì)眼睛安全考慮，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將配備有藍(lán)色/uv濾光器，減少在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的曝光。在確定本方法的裝置的實(shí)施例設(shè)計(jì)中的最大曝光時(shí)，設(shè)計(jì)人員考慮參考“guidelinesonlimitsofexposuretoincoherentvisibleandinfraredradiation(暴露于非相干可見(jiàn)和紅外輻射的限制指南)”healthphys.(健康物理)105(1)：74-96；2013年，國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)中的非相干光曝光風(fēng)險(xiǎn)研究，其同樣是“guidelinesonlimitsofexposuretobroad-bandincoherentopticalradiation(0.38to3μm)(暴露于寬帶非相干光學(xué)輻射(0.38至3μm)限制指南)”(healthphysics(健康物理)73(3)：539-554；1997年，國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì))參考的風(fēng)險(xiǎn)研究。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以以實(shí)現(xiàn)本文教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式來(lái)實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)，而不一定實(shí)現(xiàn)包括本文教導(dǎo)或建議的安全考慮的其它優(yōu)點(diǎn)。眾所周知，響應(yīng)于閃光或頻閃光源會(huì)發(fā)生生理上的方向障礙。據(jù)報(bào)道，這是由于眼睛嘗試響應(yīng)光水平或顏色的快速變化引起的。對(duì)于開(kāi)/關(guān)的閃光，響應(yīng)于到達(dá)眼睛的對(duì)比光強(qiáng)度，眼睛的瞳孔不斷收縮和放松。不同的顏色和強(qiáng)度可以產(chǎn)生相同的效果。缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致癲癇痙攣，以及已經(jīng)被報(bào)道的永久性神經(jīng)損傷。國(guó)家癲癇學(xué)會(huì)指出，“二百人中有一人左右有癲癇癥，而這些人中只有3-5％的人因閃光而引起癲癇發(fā)作”。建議在實(shí)施例中通過(guò)將光強(qiáng)度循環(huán)率頻率限制為小于每秒12來(lái)來(lái)解決該問(wèn)題。方法和裝置操作的元素通常觀察到高強(qiáng)度光的光學(xué)破壞效應(yīng)在1秒內(nèi)發(fā)生。只要光束被施加于目標(biāo)，被照亮的目標(biāo)就被觀察到暫時(shí)失去視物的能力和失去對(duì)粗大和精細(xì)運(yùn)動(dòng)技能的控制，因此目標(biāo)被光學(xué)破壞。光學(xué)破壞可以采取下面觀察到的反應(yīng)中的一種或多種形式：視覺(jué)損害，光學(xué)破壞，神經(jīng)破壞，運(yùn)動(dòng)技能破壞，方向障礙，眩暈，惡心，暫時(shí)失明，夜盲，降低認(rèn)知能力，失去平衡，心理物理效應(yīng)，視力喪失，周邊視力喪失，精細(xì)和粗大運(yùn)動(dòng)技能破壞(也可以被描述為抑制，失能，擊暈，擊退和炫目)。光學(xué)器件選擇在用于手持裝置的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，燈組件被提供，其包括：外殼體，外殼體帶有用于被使用者抓握的手柄，殼體具有用于透射光束的窗口；殼體內(nèi)的拋物型反射器，其面向窗口，窗口容納光學(xué)器件系統(tǒng)；efp燈，其經(jīng)由調(diào)節(jié)器安裝在拋物型反射器的焦點(diǎn)處；以及光學(xué)系統(tǒng)，用于將光束從初始直徑準(zhǔn)直，以0.5度(半角)發(fā)散到目標(biāo)。在光學(xué)上，efp燈更加有效地在目標(biāo)處提供均勻的光束，而不需要處理由光束中的陰極或陽(yáng)極端子、電極、電線產(chǎn)生的光束投影中的偽像，即陰影，以及由電極引起的等離子體球變形。不同于電弧燈和其它含電極的燈技術(shù)，其中電極隨著熱量膨脹和收縮，并且影響等離子體球相對(duì)于光學(xué)器件的焦點(diǎn)的位置，而efp燈不受影響。使用efp燈，等離子體球根據(jù)燈幾何形狀和生成的激勵(lì)磁場(chǎng)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。efp燈的一些例子如下：各種光學(xué)配置可以基于應(yīng)用要求和交戰(zhàn)距離而實(shí)施于設(shè)備中，從用于近距離光學(xué)破壞交戰(zhàn)的在燈之后除了uv濾光器之外就沒(méi)有光學(xué)器件的裝置，到用于長(zhǎng)距離光學(xué)破壞交戰(zhàn)的反射器、折射器、透鏡、抗反射(ar)涂層和uv濾光器的組合，以準(zhǔn)直光并將指定的亮度傳送到目標(biāo)。光管理光學(xué)系統(tǒng)可以單獨(dú)地或組合包括：a)等離子體源光后反射器，聚焦返回等離子體球的中心；b)拋物型反射器表面，以準(zhǔn)直光源；c)菲涅爾透鏡；d)具有內(nèi)置的折射表面的拋物型反射器表面，使得幾乎沒(méi)有來(lái)自源的光可以直接穿過(guò)燈，而不被反射器反射或被中心折射器折射；e)在透鏡外側(cè)上的折射器，其中準(zhǔn)直透鏡具有四種類(lèi)型的表面。第一表面具有非球面輪廓，并且被設(shè)計(jì)成以更小的錐角準(zhǔn)直從efp發(fā)射的光。第二表面是拋物面，efp在焦點(diǎn)處，第二表面以大的錐角聚集和準(zhǔn)直來(lái)自efp的光。第三表面是efp附近的球形段，設(shè)計(jì)成通過(guò)使光線垂直入射該表面而傳入透鏡。第四個(gè)是梯形表面，其最小化透鏡重量，從拋物面反射的光線通過(guò)其離開(kāi)而不改變方向；f)在內(nèi)側(cè)上的折射器，其中準(zhǔn)直透鏡具有四種表面類(lèi)型。第一表面是梯形平面；第二個(gè)是軸向非球面折射器；第三個(gè)是非球面反射器；第四個(gè)是將光線傳送到反射器的圓柱面；g)玻璃窗；h)低于440nm的紫外線(uv)濾光器；i)抗反射表面涂層；j)光導(dǎo)管、光管、光纖或光波導(dǎo)；k)用于泛光照明的球粒透鏡或漫射器；和/或l)紅外透鏡，其用于夜間監(jiān)視阻擋可見(jiàn)光；由于在光行進(jìn)中沒(méi)有電極干擾，因此光學(xué)設(shè)計(jì)人員能夠使用包括菲涅爾透鏡在內(nèi)的幾乎任何光學(xué)配置(見(jiàn)圖12)。由于使用透鏡的傳輸比使用反射器的反射的效率更高，因此配有適當(dāng)透鏡系統(tǒng)的燈具可傳送更好的光輸出比。替代的透鏡可以簡(jiǎn)單地更換，以采用相同的基本設(shè)備適應(yīng)改變后的照明性能任務(wù)。如果遠(yuǎn)程夜間監(jiān)視只需要ir照明輸出，則可以在光學(xué)系統(tǒng)中添加使用窗前方帶有ir濾光器的夜視觀察儀，以切除低于800nm的可見(jiàn)光。如果用于近場(chǎng)板區(qū)域視覺(jué)照明的設(shè)備的使用需要漫射泛光，則可以向光學(xué)系統(tǒng)添加漫射器或球粒透鏡。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和光傳輸效率可以根據(jù)配置、光學(xué)器件質(zhì)量、反射和折射損失以及包括尺寸、重量和成本的期望的設(shè)計(jì)參數(shù)而變化。燈選擇efp燈是一種通過(guò)射頻或微波激勵(lì)的氣體放電燈，射頻或微波激勵(lì)在燈泡中的發(fā)光等離子體。燈可以被建造成具有不同的形狀并豎直定位，像圖4中的中間的圖和右邊的圖，或者它們可以水平放置，使用諸如圖4中的右邊的圖或左邊的圖如圖5所示的外殼。除上述制造商外，定制等離子燈制造商包括kyocera(京瓷)國(guó)際有限公司(加利福尼亞州圣地亞哥)和rayotek科技有限公司(加利福尼亞州圣地亞哥)。在圖5中，反射器可以安裝在燈的后側(cè)，以將光重定向到前窗，并將光聚焦返回穿過(guò)等離子體球中心(再循環(huán)光)。激勵(lì)頻率和燈泡填充物可以包括氣體，揮發(fā)性金屬和金屬鹵化物，它們被選擇以產(chǎn)生針對(duì)給定應(yīng)用的期望的光波長(zhǎng)范圍。對(duì)于人類(lèi)光學(xué)破壞，該范圍為400nm至780nm，以約510-560nm為中心(見(jiàn)圖2)。這些燈具有隨著老化的最小光譜變化，并且具有10,000或更多小時(shí)的預(yù)期壽命?；卺槍?duì)人(參見(jiàn)圖1)或動(dòng)物的期望的光譜輸出、發(fā)光效率、顯色性以及影響設(shè)計(jì)和性能的其它燈性質(zhì)來(lái)選擇燈泡填充物。在設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范包括在可見(jiàn)和紅外發(fā)射范圍二者內(nèi)的光學(xué)破壞和照明的應(yīng)用中，如在軍事或執(zhí)法中為聯(lián)合使用設(shè)備所要求的，可以選擇氙燈填充物。在本實(shí)施例中，由于超過(guò)50％的輸入能量將用于生成紅外光，所以隨著光學(xué)破壞范圍的相應(yīng)減小，可見(jiàn)光的量將自然地變少。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括efp，其具有位于反射器或光學(xué)器件的焦點(diǎn)處的等離子體球(接近理想的精確點(diǎn)光源)；激勵(lì)等離子體光源的電磁波rf發(fā)生器；以及用于維持所需的最佳燈溫度的冷卻和散熱機(jī)構(gòu)。測(cè)距儀和光度計(jì)可調(diào)節(jié)的燈強(qiáng)度控制傳輸?shù)降入x子體光源的電磁波能量的量調(diào)節(jié)燈功率輸出。優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合安全控制件和相關(guān)聯(lián)的光學(xué)算法，考慮目標(biāo)處的環(huán)境光，其指示可能的瞳孔大小、照明亮度、警告和光學(xué)破壞，并且考慮安全性來(lái)管理光水平輸出。在優(yōu)選實(shí)施例中，等離子體激發(fā)器的功率控制水平被調(diào)制以增加或減少總亮度以在小于1秒的持續(xù)時(shí)間內(nèi)光學(xué)地破壞更多目標(biāo)個(gè)體之一。市售的基于ir的測(cè)距儀和光度計(jì)可以與裝置的等離子體發(fā)生器的電功率控件進(jìn)行接口，以調(diào)節(jié)傳送到目標(biāo)的光的量，從而提高其安全性。配件安裝點(diǎn)，例如皮卡汀(picatinny)軌道和1/4-20三角架安裝件可以添加到設(shè)備中，以便輕松連接到記錄攝像機(jī)。其它配件包括云臺(tái)，用于晝夜瞄準(zhǔn)的激光指示器，用于夜間瞄準(zhǔn)的ir(紅外)/遠(yuǎn)ir(遠(yuǎn)紅外)/熱觀察儀，手柄和/或支撐帶。電池當(dāng)靠電池電源操作時(shí)，安裝在殼體或電池上的低電池電量計(jì)指示器是優(yōu)選的。該實(shí)施例可以將電池容納在設(shè)備殼體內(nèi)，附接到殼體，或者用帶夾在外部安裝或連接到車(chē)輛的電池。熱管理設(shè)備可以使用傳導(dǎo)和對(duì)流冷卻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的燈操作溫度和壓力。穩(wěn)定的燈外殼溫度是可取的，其由選擇的燈填充化學(xué)物所確定，以實(shí)現(xiàn)最佳的光輸出特性。在一個(gè)實(shí)施例中，氬氣和鹵汞填充的石英燈在約800℃的溫度下操作。替代的燈填充化學(xué)物可能需要藍(lán)寶石燈以獲得更好的耐腐蝕性和更高的操作溫度。等離子體燈外殼和內(nèi)容物被預(yù)熱以提高氣體溫度并蒸發(fā)燈填充材料，以使用來(lái)自由傳導(dǎo)、對(duì)流、平流、輻射和感應(yīng)加熱組成的組的熱源縮短燈和等離子體生成啟動(dòng)時(shí)間。為了預(yù)熱燈氣體并使金屬或金屬鹵化物沸騰，一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在充分施加所需的等離子體激發(fā)能量水平之前，以低功率待激發(fā)模式使用ir激光二極管或rf或初級(jí)諧振的微波能量。殼體配置在圖7、8、9、10和11中示出示例配置。用于手持式、安裝在車(chē)輛上的，安裝在船上的和固定安裝式的最佳配置，以及陣列和運(yùn)動(dòng)控制裝置(例如，云臺(tái))的使用可根據(jù)設(shè)計(jì)要求而有所不同。由于本發(fā)明可以利用任何尺寸的燈，并且可以從一個(gè)擴(kuò)展到無(wú)限大小的陣列中多個(gè)，因此100,000w及以上的規(guī)模是可能的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以以實(shí)現(xiàn)本文教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)，而不一定實(shí)現(xiàn)本文可教導(dǎo)或建議的其它優(yōu)點(diǎn)。efp燈的優(yōu)點(diǎn)1.延長(zhǎng)燈的壽命efp燈的壽命被延長(zhǎng)了，從短弧燈的500到1000小時(shí)，到優(yōu)選實(shí)施例中的efp燈的10,000小時(shí)以上。通常，內(nèi)部電極由于腐蝕和燈外殼內(nèi)側(cè)上的不希望的金屬沉積物而成為燈壽命的限制因素，它降低了光輸出，改變了焦點(diǎn)，并導(dǎo)致等離子體球的大小增加，隨著包含電極的燈的老化，這些全成為傳送到目標(biāo)的光的量的阻礙。此外，隨著電極磨損，光源球不再能夠被視為點(diǎn)源，因?yàn)槠涑叽缭鲩L(zhǎng)，強(qiáng)度減小并且較不集中，從而不利地影響來(lái)自光學(xué)器件的投射光的量。這在efp燈裝置的使用壽命內(nèi)大大降低了該裝置的裝置維護(hù)成本。2.更靈活的燈化學(xué)物由于與電極或密封件的化學(xué)相互作用被消除，因此efp燈提供在選擇燈填充化學(xué)物上的靈活性。這允許這種方法的裝置的設(shè)計(jì)人員有機(jī)會(huì)調(diào)整光譜輸出以針對(duì)特定目標(biāo)(即人，狗，貓，鱷魚(yú)等)優(yōu)化性能。更具體地說(shuō)，燈外殼可以由諸如藍(lán)寶石的各種抗化學(xué)材料構(gòu)成，以允許更容易改變的各種氣體、揮發(fā)性金屬或金屬鹵化物化學(xué)物，為不同的應(yīng)用和雙用途(例如，如ir照明)提供期望的光譜輸出。efp燈效率極高并且產(chǎn)生60至150流明/瓦或更多，傳送與短弧燈相同的光學(xué)破壞能力，將所需功率d的量(電池尺寸)減少4至10倍。此外，與短弧燈相比，efp燈源具有更高的流明密度(來(lái)自一個(gè)裝置的光量)數(shù)量級(jí)。3.抗沖擊傷害efp燈因其尺寸和質(zhì)量較小而更能抵抗g力，因此允許設(shè)計(jì)人員能夠設(shè)計(jì)更緊湊的殼體和光學(xué)系統(tǒng)。小的源還允許燈具利用超過(guò)90％的可用光，而典型的hid配件則利用55％的可用光。4.更高的輸出效率由于效率和壽命與led相當(dāng)，因此efp燈具可以設(shè)計(jì)成具有來(lái)自小的等離子體球的更好的光集中，并且因此對(duì)于照明和光學(xué)破壞比led和hidefp發(fā)光體具有更好的準(zhǔn)直和聚焦能力，是一種在將光投影到目標(biāo)方面超過(guò)短弧燈技術(shù)的技術(shù)，燈壽命顯著增加至與led相當(dāng)。efp發(fā)光體是一種固態(tài)高強(qiáng)度光源，為非致命的光學(xué)破壞帶來(lái)高效的照明解決方案。與在目標(biāo)處的其它照亮技術(shù)相比，它節(jié)能、持久、全光譜并且更亮。5.降低的成本與其它技術(shù)相比，用于低功耗和短距離裝置的成本相對(duì)較低。特別地，efp源提供更低的壽命成本，節(jié)省能源和維護(hù)，從而獲得巨大的投資回報(bào)并降低總擁有成本。6.優(yōu)秀的光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直能力efp燈在光束路徑中沒(méi)有陰影或偽影(即，消除“黑洞”)，如圖16(a)和(b)所示。圖16(a)描繪了efp燈的光圖案，示出緊密的等離子體球，即在投影方向上發(fā)出全部光的光點(diǎn)。圖16(b)描繪了典型的短弧燈，其發(fā)出的光圖案在燈的長(zhǎng)度方向上具有黑洞或陰影。與短弧燈不同(圖16(b))，efp燈在等離子體源和目標(biāo)之間沒(méi)有光學(xué)障礙。efp燈產(chǎn)生幾乎完美的點(diǎn)光源。這為設(shè)計(jì)人員提供了使用反射器和光學(xué)透鏡對(duì)光束進(jìn)行準(zhǔn)直和成形的能力，因?yàn)楣馐窂街袥](méi)有陰極或陽(yáng)極電線陰影、燈陰影，無(wú)電極、電線或偽影，這對(duì)于短弧燈是不實(shí)際的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解消除“黑洞”的設(shè)計(jì)意義。efp球光源的更小的、更緊湊和更加球面的特性顯著提高了光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)造出更長(zhǎng)距離、更高強(qiáng)度的光束。7.緊湊小尺寸的efp燈有利于更緊湊的裝置，并允許將光學(xué)器件定位成更靠近等離子體球源，見(jiàn)表1。表1短弧燈泡efp燈泡75w＝90mm×13mm135w＝20mm×10mm直徑300w＝175mm×25mm235w＝20mm×10mm直徑500w＝234mm×29mm470w＝20mm×10mm直徑8.更好的光源位置六個(gè)短弧燈中有五個(gè)被制造帶有足夠偏離軸線的電極，導(dǎo)致在使用反射器時(shí)可用于準(zhǔn)直的光的損失，或者它們需要精細(xì)的定位調(diào)節(jié)以將電極定位到期望的焦點(diǎn)。使用efp燈，由于微波磁控管或rf諧振器的定心物理性質(zhì)，等離子體球自動(dòng)居中。9.高效的光輸出可以觀察到，對(duì)于150w氙短弧燈所使用的相同的功率，efp燈將生成3到4倍的光，參見(jiàn)表2?；蛘?，對(duì)于相同的發(fā)光輸出，efp燈的功耗大約是短弧燈的1/3。除了節(jié)能，對(duì)于便攜式電池應(yīng)用，這種顯著降低的功耗相當(dāng)于小的電池容量需求，減小的電池尺寸和更輕的重量，是軍事和執(zhí)法裝置的關(guān)鍵設(shè)計(jì)因數(shù)。表2短弧燈efp燈150w＝2,700lm135w＝10,500lm235w＝21,000lm500w＝16,000lm470w＝44,000lm由于efp燈的能量轉(zhuǎn)換是75流明/瓦，或結(jié)合其它光學(xué)優(yōu)點(diǎn)更佳，因此使用相同尺寸和重量的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更大的光學(xué)破壞距離，與使用短弧燈的裝置相比，相同的功耗和設(shè)備封裝尺寸能夠?qū)崿F(xiàn)多達(dá)十倍的更遠(yuǎn)距離的目標(biāo)光學(xué)破壞能力。10.優(yōu)秀的調(diào)節(jié)比efp燈輸出可以被削減到額定輸出的20％，而短弧燈只能被調(diào)低到其額定輸出的50％。這使使用者和設(shè)計(jì)人員在使用efp燈時(shí)操作更加靈活。11.最佳光譜輸出人眼的光譜范圍約為380-750nm。從上面的光譜圖(圖17)可以看出，氙短弧燈產(chǎn)生大量的在紅外范圍內(nèi)的能量，這對(duì)于過(guò)度刺激視神經(jīng)是無(wú)用的。因此，圖17中的優(yōu)選金屬鹵化物efp燈更加有效，浪費(fèi)更少的能量。12.最小化熱管理選擇適當(dāng)?shù)慕饘冫u化物氣體填充的efp燈不會(huì)生成大量的紅外能量，因此與短弧燈相比，需驅(qū)散的熱量少得多，從而最小化熱管理冷卻要求。與短弧燈所需的強(qiáng)制空氣冷卻相比，efp燈設(shè)計(jì)的熱管理散熱可以通過(guò)簡(jiǎn)單的對(duì)流翅片散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)。13.易于管理的電磁干擾(emi)短弧燈在點(diǎn)火時(shí)從來(lái)自點(diǎn)火器的電弧燈電極和橫跨電極的初始火花生成電磁波。短弧燈需要全面的屏蔽，屏蔽將在光束的方向上發(fā)出不想要的emi。通過(guò)使用微處理器將頻率擴(kuò)展到一個(gè)范圍以減少emi并符合emi規(guī)定，efp燈的emi更容易控制。14.調(diào)制(調(diào)光方式)光輸出艾森伯格教導(dǎo)使用電子脈沖來(lái)暫時(shí)增加來(lái)自短弧燈的光輸出。這種增加到電極的電流具有增加電極磨損(即侵蝕)的缺點(diǎn)，大大降低燈壽命，并且增加在燈外殼內(nèi)側(cè)上的金屬沉積的可能性，金屬沉積會(huì)遮蔽生成的光強(qiáng)度和光質(zhì)量。由rf驅(qū)動(dòng)的efp燈沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)闆](méi)有電極被腐蝕，并且不需要脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)光束強(qiáng)度的調(diào)制。用途rf操作模式：1)將裝置連接到電池，而不是外部電源2)efp燈啟動(dòng)順序步驟：a.斷開(kāi)/接通加熱開(kāi)關(guān)；b.通過(guò)向rf波驅(qū)動(dòng)放大發(fā)生器施加電力來(lái)啟動(dòng)“加熱模式”rf；c.選擇白天或夜晚操作(手動(dòng)選擇，如果需要，根據(jù)光度計(jì)和距離確定，以確定光束強(qiáng)度)；d.將初始波能施加到rf諧振器；以及e.增加rf波能量以激發(fā)燈泡填充物以生成等離子體光源。3)調(diào)制rf波，以增加或減少等離子體光源強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)所尋求的光學(xué)破壞(預(yù)編程或基于計(jì)算的目標(biāo)距離和光水平)。4)將裝置瞄準(zhǔn)目標(biāo)的眼睛。5)根據(jù)需要監(jiān)控電池電量計(jì)。雖然已經(jīng)根據(jù)某些實(shí)施例和示例描述了前述發(fā)明，但是通過(guò)本文的公開(kāi)內(nèi)容，其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。此外，所描述的實(shí)施例僅僅是作為示例提出的，并不意圖限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，本文描述的新穎方法和系統(tǒng)可以以各種其它形式實(shí)現(xiàn)。因此，鑒于本文的公開(kāi)內(nèi)容，其它組合、省略、替換和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明非意圖受到示例或優(yōu)選實(shí)施例的限制。所附權(quán)利要求書(shū)提供了示例性權(quán)利要求并且其等同物意在涵蓋落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的形式或修改。當(dāng)前第1頁(yè)12