EP1133668B1 - Generateur optique d'impact embarquable - Google Patents
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- EP1133668B1 EP1133668B1 EP99956104A EP99956104A EP1133668B1 EP 1133668 B1 EP1133668 B1 EP 1133668B1 EP 99956104 A EP99956104 A EP 99956104A EP 99956104 A EP99956104 A EP 99956104A EP 1133668 B1 EP1133668 B1 EP 1133668B1
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- target
- projectile
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/10—Initiators therefor
- F42B3/113—Initiators therefor activated by optical means, e.g. laser, flashlight
Definitions
- the invention relates to an optical generator onboard impact, with miniaturized laser source and three-layer target.
- This invention finds applications in the areas requiring the generation of a shock in an energetic or non-energetic material.
- optical generators impacts also called opto-detonating initiators to protected element (IODEP) when it comes to explosives.
- IODEP protected element
- These initiators generally include a laser source that emits a laser beam in the direction of a target.
- This target is usually deposited on a substrate transparent to the laser beam.
- This substrate can be, for example, a silica window or the end of an optical fiber.
- the target is classically deposited on the end of the substrate by sputtering. This deposit is usually metallic.
- Such a device is represented on the Figures 1A and 1B.
- FIG. 1A a generator is shown impact during the laser / material interaction phase, that is, when the laser beam vaporizes the first atomic layers of the target, thereby generating a plasma 2 at the substrate / target interface.
- the thickness of the first two layers is a few tenths of a micron, while that of the projectile is 2 to 10 ⁇ m.
- a three-layer target such as described in this document can generate a shock calibrated, that is to say it allows to control the induced shock in the impacted material, for a thickness of the projectile fixed in advance.
- This document concerns targets with a second alumina layer and first and third alumnium layers.
- the performance of such a target tricouche is not optimized; more specifically, the kinetic energy ratio of the projectile on the laser energy is less than 30%. This requires the use of a fairly powerful laser (no embeddable) to generate a projectile of an energy sufficient kinetics for the intended application.
- the purpose of the invention is precisely to solve the problems of the impact generators described previously. To this end, it proposes a generator of impact with good performance that can work with a miniaturized laser source whose power is fixed and low.
- the material of the first layer of the target is a semiconductor.
- the material from the first layer of the target is from indium arsenide, less than 0.5 ⁇ m thick.
- the material of the first layer of the target is germanium, less than 0.5 ⁇ m.
- the invention relates to an optical generator impactable board; for that, it has a miniaturized laser source, fixed wavelength, as described in the patent application French patent filed on 19/03/1998 under the number 98 11558.
- Miniaturized laser sources have a relatively lower power than a laser source classic.
- the target must therefore be chosen so that what impact generator has a good performance so to be able to eject the projectile, whatever the amount of energy available at the source.
- the Target configuration needs to be optimized.
- the ablative material quickly turns into plasma.
- This plasma is the engine of the generator impact: it generates the mechanical effects in the projectile, in particular its speeding up.
- the invention proposes to use a target tricouche whose nature and thickness of the first layer (or ablative material) depend on the length wave emitted by the laser source as well as nature and / or the thickness of the second and third layers.
- FIG 2 there is shown schematically the impact generator according to the invention, in which the target is of the type triple layer. More precisely, this figure 2 shows the substrate 1 transparent to the laser beam and the target consisting of the ablative material layer 5, the insulating layer 4 and projectile 3.
- the impact generator of the invention achieves a yield of the order of 50% for a wavelength of 1.06 ⁇ m.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lasers (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
- une première couche en métal, apte à générer un plasma, sous l'effet du faisceau laser,
- une troisième couche, métallique, qui constitue le projectile,
- une seconde couche, intermédiaire, en matériau isolant qui assure l'isolation entre la première et la troisième couche.
- une première couche assurant la génération d'un plasma,
- une troisième couche constituant un projectile, et
- une seconde couche assurant l'isolation de la troisième couche vis-à-vis du plasma,
- une faible réflexion à la longueur d'onde du faisceau laser émis par la source laser miniaturisée ; et
- une épaisseur inférieure à 1 µm, déterminée en fonction de la densité dudit matériau, comparée à la densité du matériau constituant la seconde couche de la cible.
- Les figures 1A et 1B, déjà décrites, montrent le principe de fonctionnement d'un générateur optique d'impact classique, et
- la figure 2 représente schématiquement le générateur optique d'impact conforme à l'invention.
- une faible réflexion à la longueur d'onde du faisceau laser, c'est-à-dire de faibles pertes optiques ; autrement dit, le matériau ablateur doit présenter une très grande absorption, à la longueur d'onde du faisceau laser, lorsqu'il est utilisé à basse température, c'est-à-dire au début de l'interaction, avant que le plasma ne commence à se former. D'une façon générale, les semiconducteurs répondent bien à cette condition, en particulier pour une longueur d'onde de 1,06 µm ;
- une épaisseur déterminée en fonction de la densité du matériau lui-même, comparée avec la densité du matériau isolant constituant la seconde couche de la cible. Autrement dit, si le matériau ablateur 5 a une densité très forte par rapport à la densité du matériau isolant 4, l'épaisseur de ce matériau ablateur doit être faible ; au contraire, si le matériau ablateur 5 est peu dense par rapport à la densité du matériau isolant 4, alors l'épaisseur de ce matériau ablateur est relativement importante. Mais, de toute façon, l'épaisseur du matériau ablateur doit être inférieure à 1 µm.
Claims (3)
- Générateur optique d'impact comportant une source laser émettant un faisceau laser et une fenêtre de confinement transparente au faisceau laser, à l'extrémité de laquelle est déposée une cible tricouche comprenant :une première couche (5) assurant la génération d'un plasma,une troisième couche (3) constituant un projectile, etune seconde couche (4) assurant l'isolation de la troisième couche vis-à-vis du plasma,une faible réflexion à la longueur d'onde du faisceau laser issu de la source laser miniaturisée, etune épaisseur inférieure à 1 µm, déterminée en fonction de la densité dudit matériau, comparée à la densité du matériau constituant la seconde couche de la cible.
- Générateur optique d'impact selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de la première couche de la cible est de l'arséniure d'indium, d'épaisseur inférieure à 0,5µm.
- Générateur optique d'impact selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de la première couche de la cible est du germanium, d'épaisseur inférieure à 0,5 µm.
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