CN205049056U - 一种带有光开关的激光点火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有光开关的激光点火装置，涉及半导体激光器应用技术领域，该装置包括新型点火控制单元和激光点火器，其中新型点火控制单元包含驱动电源，电子保险，半导体激光器，光开关，光纤环形器和光电转换器；驱动电源经过电子保险和激光器相连接，激光器经过光开关和光纤环形器的入射端相连，光电转换器和环形器的出射端相连，点火器通过单光纤和光纤环形器的另一出射端相连接。本实用新型通过在光纤网络中加入了光开光，提高了激光点火系统的安全性，同时，采用机械移动式光开关，不需要镀膜，降低对激光器的输出波长的要求，扩大了激光器的选择范围。

Description

一种带有光开关的激光点火装置

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术应用领域，特别涉及一种带有光开关的激光点火装置。

背景技术

激光点火技术是近年来发展比较迅速的一种新型点火技术，在点火安全性方面具有电点火技术所无法比拟的优点。基于半导体激光器的激光点火技术具有抗电磁干扰、点火能量大、工作一致性好、功耗低、轻小型等特点，可广泛应用于固体火箭发动机点火、导弹抛放、延迟翼展、热电池点火、气体发生器点火等领域。

目前的激光点火装置有采用双光纤结构也有采用单光纤结构，如图4所示，以双光纤结构为例说明该系统的作用过程，点火控制单元1由发火半导体激光器5和检测半导体激光器12以及相应的驱动电源3和11，还有光电转换器8组成，点火控制单元1和点火器2由两根光纤连接而成，双光纤与起爆器的接头是由两根光纤的一端按同轴对称的方式固定，并在此设计专用的点火器连接工装，光纤的另外一端相互独立，分别与激光器的尾纤和光电转换器8相连。图1所示的装置的工作原理是，在检测状态时，驱动电源11给半导体激光器12注入一定的电流，使检测半导体激光器12发出一束波功率低于10mW的检测光，经过尾纤和光纤9在点火器的前端发生反射，反射光经过检测光纤10到达光电转换器8，输出相应的电信号，根据电信号的大小可以判断出整个光路的“健康”情况；在点火状态时，由驱动电源3给发火半导体激光器5注入工作电流，激光器5产生一定功率的激光，通过光纤9照射在药剂表面，点燃起爆药剂，完成点火动作。

如图3所示，单光纤点火装置的作用过程与双光纤类似，是把检测光纤和发火光纤共用一根光纤，利用环形器将检测光反射到光电探测器上，这种单光纤结构将了光纤使用数量从两根减少为一根，减少了光纤使用数量，并且可以使用标准的光纤接口，简化了光纤接口生产工艺。

激光点火装置要求有较高的安全性和可靠性，上述两种激光点火系统结构简单，操作方便，但是在实际使用的过程中存在一个重要的缺点：光路中没有保险装置，在实际使用过程中会因为仪器的失灵或者使用者的误操作导致意外发火，产生一定的危害。

目前市面上的光开光多用于光纤通讯方面，不能传输较大功率的能量，并且，由于采用镀膜技术，只能用于特定的波长进行传输，目前由于原材料的限制，很难做到采用850nm以下波段，而在激光点火系统中，波长较短时，药剂的感度较高。

实用新型内容

本实用新型目的提供一种带有光开关的激光点火装置。

本实用新型为一种带有光开关的激光点火装置的技术方案为：

一种带有光开关的激光点火装置，该装置包括：点火控制单元和激光点火器，所述点火控制单元包括电子保险和光开光双重保险，驱动电源通过电子保险和激光器相连，激光器经过光开关和光纤环形器的入射端A相连，光电转换器和环形器的出射端B相连，点火器通过单根光纤和光纤环形器的另一出射端C相连接。

光开关包括电机、输入光纤、输出光纤；接通电源时，电机移动调节输入光纤与输出光纤对准，断开电源时，电机移动调节输入光纤与输出光纤分离。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：1、在点火控制单元中加入了电子保险和机械保险，提高了使用的安全性。2、光开关未镀膜并采用机械移动对准式，对于波长没有选择性，扩大了激光器的选择范围。

附图说明

图1为本实用新型带光开关的单光纤激光点火装置结构示意图。

图2为光开关结构示意图。

图3为目前单光纤结构的激光点火装置结构示意图。

图4为目前双光纤结构的激光点火装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，一种带有光开关的激光点火装置，该装置包括：点火控制单元1和激光点火器2，点火控制单元包括电子保险4和光开关6双重保险，驱动电源3通过电子保险4和激光器5相连，激光器经过光开关6和光纤环形器7的入射端A相连，光电转换器8和环形器7的出射端B相连，点火器2通过单根光纤9和光纤环形器7的另一出射端C相连接。器件之间的连接采用标准FC/PC接头。如图2所示，光开关6包括电机15、输入光纤13、输出光纤14。

本实用新型可以满足激光点火装置在使用时的安全性和可靠性要求，在未使用时有电子保险和光开关保险保证不会意外发火，当开始使用时，首先对整个光路的“健康”状况进行检测，打开电子保险4，并给光开关6一个5V的激励电压，使得光纤入射光纤13和出射光纤14对准，这时驱动电源3经电子保险4给激光器5注入一定量的检测电流，激光器5产生低能量的检测激光，经光开关6从环形器7的A端经C端，进入单光纤9，在光学窗口的前端镀有光学膜，该膜可以将一定比例的激光能量反射回光纤9，进而进入光纤环形器的C端，再从环形器的B端输出进入光电转换器8，由光电转换器的读数可以判断出光路的“健康”状况。当光路的健康状况良好时，驱动电源3给激光器5输入工作电流，激光器5产生高功率的激光，经过环形器7的A端由C端输出，通过单光纤9到达点火器接头，然后进入点火器经自聚焦透镜点燃药剂，完成点火动作。

在本实施例中，使用激光器5波长为808nm，光纤接头均为标准的FC/PC接头，打开电子和光开关保险，调节驱动电源的电流，使得激光器的输出功率2mW，通过面板的示数判断得出系统的状态是良好；调节驱动电流，使激光器的输出功率为1w，脉宽20ms的单脉冲激光进入环形器7的A端经C端输出，通过单光纤9经透镜窗口聚焦到药剂表面，可靠点燃B/KNO₃装药。

Claims (2)

1.一种带有光开关的激光点火装置，该装置包括：点火控制单元(1)和激光点火器(2)，其特征在于，所述点火控制单元包括电子保险(4)和光开光(6)双重保险，驱动电源(3)通过电子保险(4)和激光器(5)相连，激光器(5)经过光开关(6)和光纤环形器(7)的入射端A相连，光电转换器(8)和环形器(7)的出射端B相连，点火器(2)通过单根光纤(9)和光纤环形器(7)的另一出射端C相连接。

2.根据权利要求1所述的的带有光开关的激光点火装置，其特征在于，所述光开关(6)进一步包括电机(15)、输入光纤(13)、输出光纤(14)；接通电源时，电机(15)移动调节输入光纤(13)与输出光纤(14)对准，断开电源时，电机(15)移动调节输入光纤(13)与输出光纤(14)分离。