KR100258349B1 - 레이저 점화장치 메카니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 점화장치 메카니즘에 관한 것으로서, 종래에는 온도 및 충격에 의해 정열된 광축이 본래 상태와 달라져 에너지 전달효율이 크게 떨어진다는 문제점이 있었다. 이에 따라 본 발명에서는 경사부(11)를 구비하여 직경을 확장시킨 광파이버(10)를 구비함으로서 레이저빔을 직접 집속할 수 있는 기능을 갖게 되므로 광축의 변화에도 대처할 수 있게 되며 볼렌즈(SL)가 없는 구성도 가능하게 된다.

Description

레이저 점화장치 메카니즘

본 발명은 레이저 점화장치 메카니즘에 관한 것으로서, 특히 외주연이 일방으로 경사진 경사부를 구비하여 입구측의 직경을 확장시킨 광파이버를 구비하여 외부 영향에 따라 광축의 변환에도 원활하게 레이저빔을 집속할 수 있게 한 레이저 점화장치 메카니즘에 관한 것이다.

일반적으로 로켓추진제 등을 점화하기 위해서는 화약 점화장치가 필요한 바, 근래에 들어서는 직접점화에 따른 오작동 및 위험을 고려하여 간접적인 점화장치인 레이저를 이용한 점화장치가 제공되었다.

종래에 있어서 레이저 점화장치의 메카니즘은 도 2에 도시된 바와 같이 구동회로(C)와 연결된 레이저다이오드(LD)가 설치된 구조체(A')에 볼렌즈(SL ; Spherical Lens) 및 광파이버(Optical Fiber ; 50)가 설치된 구조체(A)를 체결하여 된 구성으로 되어 있다. 도면에서 미설명부호 '60'은 광파이버(50)가 삽입 설치되는 페룰(60 ; Ferrule), '70'은 상기 광파이버(50)와 페룰(60) 사이에 충진된 에폭시(Epoxy), 'B'는 양 구조물(A)(A') 사이의 거리를 조절하도록 하는 조절수단이다.

이와 같이 구성된 종래의 레이저 점화장치 메카니즘은 작동시키면 레이저다이오드(LD)에서 발생된 레이저빔이 볼렌즈(SL)에서 집속되고, 상기 광파이버(50)를 전도체로 하여 레이저빔을 점화부(K)에 전달하게 되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 레이저 점화장치 메카니즘에 있어서, 고출력의 레이저다이오드는 발광면이 넓고 빔 확산각도가 크며 발광면의 위치가 레이저다이오드(LD)의 중심에서 벗어나 있기 때문에 직경이 작은 광파이버(50)에 직접 레이저빔을 모으기 위해서는 많은 시간이 소요되며, 외부환경, 특히 온도가 크게 변하거나 충격이 가해지는 경우 정열된 광축이 본래 상태와 달라져 에너지 전달효율이 크게 떨어진다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 광파이버에 레이저빔을 신속히 집속하며 온도변화나 충격 등의 외부변화에도 광축의 변화가 없이 원활한 에너지 전달효율을 발휘할 수 있도록 하는 레이저 점화장치 메카니즘을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 단면구성도,

도 2는 종래 레이저 점화장치 메카니즘의 단면구성도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 광파이버 11 ; 경사부

20 ; 페룰 30 ; 액상유리실링

40 ; 접속소켓 F ; 광파이버조립체

A, A' ; 구조체 LD ; 레이저다이오드

SL ; 볼렌즈 T ; 접속부

B ; 조절수단

상기한 목적을 이루기 위하여 본 발명은 구동회로(C)와, 상기 구동회로(C)와 연결되어 레이저빔을 발생시키는 레이저다이오드(LD)와 상기 레이저다이오드(LD)로 부터 발생된 레이저빔을 점화부(K)로 전달하도록 설치된 광파이버로 구성되는 레이저 점화장치 메카니즘에 있어서, 상기 광파이버(10)가, 상기 레이저다이오드(LD)로 부터 공급된 레이저빔을 집속시켜 점화부(K)로 전달시킬 수 있도록 입구측 방향으로부터 출구측 방향으로 내경이 점차적으로 축소되는 관형태로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 따르면 광파이버 일단의 직경이 넓어져 광축이 변환되더라도 레이저빔을 원활하게 집속할 수 있도록 되므로 외부온도 또는 충격 등 외부 영향에 관계없이 에너지 전달에 따른 본래의 기능을 원활하게 수행하게 되는 것이다.

이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 단면 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에서는 점화장치 메카니즘의 구조체(A) 전방에 별도로 광파이버(10)가 설치된 광파이버조립체(F)를 체결시키는 구조로 이루어진다.

상기 광파이버조립체(F)는 광파이버(10)가 삽설된 페룰(20) 및 접속소켓(40)으로 구성되는 바, 광파이버(10)는 도시된 바와 같이 상기 레이저다이오드(LD)로부터 공급된 레이저빔을 집속할 수 있도록 입구측 직경을 확장시켜 외주연에 경사부(11)를 구비한 것이다.

이러한 광파이버(10)는 페룰(20)에 끼워져 설치되고, 이러한 페룰(20)과 광파이버(10) 사이에는 액상유리실링(30 ; Glass-To-Ceramics Sealing)을 충진하게 된다. 이와 같이 액상유리실링(30)이 충진된 페룰(20)을 가열시켜 액상유리실링(30)을 경화시키고, 상기 페룰(20)의 외주연에 접속소켓(40)을 결합함으로써 광파이버조립체(F)가 구성되는 것이다.

이와 같이 구성된 광파이버조립체(F)를 상기 구조체(A)에 결합시켜 체결하면 설치가 완료되는 바, 즉 본발명에 따른 레이저 점화장치 메카니즘에서는 구조체(A)와 일체로 광파이버가 설치되는 것이 아니고 별도의 접속소켓(40)을 이용하게 되는 것이다. 그런 다음 조절수단(B)을 이용하여 길이방향으로 상기 구조체(A)와 이에 접속된 다른 구조체(A')의 거리를 조절하게 된다.

도면에서 미설명부호, 'C'는 구동회로, 'LD'는 레이저다이오드, 'SL'은 볼렌즈, 'T'는 상기 광파이버조립체(F)가 체결되도록 구비된 접속부(T)이다.

한편 상기 볼렌즈(SL)는 레이저다이오드(LD)로부터 빛(레이저빔)을 모아서 파장이 다른 것을 포커싱(Focusing)하는 집속기능을 수행하게 되는 것인 바, 본 발명에서는 상기 광파이버(10)의 경사부(11)에서 공급되는 레이저빔을 직접 집속하는 기능을 갖게 되므로 도 1에서와 같이 볼렌즈(SL)를 설치할 수도 있고 상기 볼렌즈(SL)가 없는 구성도 가능하게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 구동회로(C)와 연결된 레이저다이오드(LD)에 발생된 레이저빔이 볼렌즈(SL) 및 광파이버(10)를 통하거나 볼렌즈(SL)가 없는 구성에서는 레이저다이오드(LD)로부터 직접 광파이버(10)를 통하여 집속되어 점화부(K)에 에너지를 전달하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 일측의 직경을 크게하여 일방으로 경사부를 구비한 광파이버를 구비하고, 이러한 광파이버의 페룰을 접속소켓으로 구조체에 결합시켜 구성된 것으로, 광파이버 일단의 직경이 넓어져 외부온도 또는 충격 등에 의해 광축이 변환되더라도 레이저빔을 원활하게 집속할 수 있도록 되어 외부 영향에 관계없이 에너지 전달에 따른 본래의 기능을 원활하게 수행하게 되는 것이며, 특히 별도의 볼렌즈를 구비하지 않아도 레이저다이오드에서 발산된 레이저빔을 직접적으로 집속할 수 있게 되는 효과와 집속시간 저감의 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 구동회로(C)와, 상기 구동회로(C)와 연결되어 레이저빔을 발생시키는 레이저다이오드(LD)와 상기 레이저다이오드(LD)로부터 발생된 레이저빔을 점화부(K)로 전달하도록 설치된 광파이버로 구성되는 레이저 점화장치 메카니즘에 있어서, 상기 점화장치 메카니즘의 구조체(A) 출구측에 접속소켓(40)을 착탈 가능하게 결합하고; 상기 접속소켓(40)의 내측에 페룰(20)과 상기 페룰(20)의 내측에 광파이버(10)가 구비되도록 하되, 상기 광파이버(10)는 상기 레이저다이오드(LD)로부터 공급된 레이저빔을 집속시켜 점화부(K)로 전달시킬 수 있도록 입구측 방향으로부터 출구측 방향으로 내경이 점차적으로 축소되는 관형태로 이루어지도록 하며; 상기 광파이버(10)와 페룰(20) 사이에는 액상유리실링(30)이 충진되도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 점화장치 메카니즘.
2. 제1항에 있어서, 레이저다이오드(LD)와 광파이버(10) 사이에 설치되는 볼렌즈(SL)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 점화장치 메카니즘.