RU2239264C1 - Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators - Google Patents

Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators Download PDF

Info

Publication number
RU2239264C1
RU2239264C1 RU2003103613/28A RU2003103613A RU2239264C1 RU 2239264 C1 RU2239264 C1 RU 2239264C1 RU 2003103613/28 A RU2003103613/28 A RU 2003103613/28A RU 2003103613 A RU2003103613 A RU 2003103613A RU 2239264 C1 RU2239264 C1 RU 2239264C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
condensed
impact
explosion
igniter
flashlamp
Prior art date
Application number
RU2003103613/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003103613A (en
Inventor
В.Г. Карцидзе (RU)
В.Г. Карцидзе
М.В. Сахаров (RU)
М.В. Сахаров
В.М. Атаманюк (RU)
В.М. Атаманюк
Original Assignee
Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого filed Critical Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого
Priority to RU2003103613/28A priority Critical patent/RU2239264C1/en
Publication of RU2003103613A publication Critical patent/RU2003103613A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2239264C1 publication Critical patent/RU2239264C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

FIELD: optical radiation sources; flashlamps for optical pumping of laser radiator active media.
SUBSTANCE: flashlamp has body, impact igniter, and zirconium-containing powdered condensed-explosion compound. Lamp body is made in the form of optically transparent bulb made of heat and impact resistant glass set on adhesive in metal base and filled with gaseous oxygen in amount sufficient to ensure stoichiometric correlation between oxygen and condensed-explosion compound. Metal base is provided with impact igniter. Condensed-explosion compound is disposed in truncated-cone shaped flare communicating with impact igniter space. Condensed-explosion mixture is uniformly distributed throughout entire space of bulb. Flashlamp is integral hermetically sealed structure preventing escape of combustion products directly into reflector and reducing heat loads on active medium of laser radiator.
EFFECT: reduced energy requirement for pumping, minimized time of condensed-explosion compound burning reaction.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к источникам оптического излучения и может быть использовано для оптической накачки активных тел лазерных излучателей.The invention relates to optical radiation sources and can be used for optical pumping of active bodies of laser emitters.

Метод оптической накачки активных тел является наиболее универсальным и широко используется для накачки активных сред лазерных излучателей. Сущность метода состоит в том, что активное вещество облучают интенсивным электромагнитным излучением, которое переводит активные центры из основного в возбужденное состояние.The method of optical pumping of active bodies is the most universal and is widely used for pumping active media of laser emitters. The essence of the method is that the active substance is irradiated with intense electromagnetic radiation, which transfers the active centers from the ground to the excited state.

Предлагаемая пиротехническая лампа относится к группе импульсных ламп [1]. Применение импульсных газоразрядных ламп [2] имеет значительные ограничения, обусловленные необходимостью использования стационарных сетей электроснабжения либо автономного источника питания на базе аккумуляторных батарей, обладающего, как правило, значительными массой и габаритами.The proposed pyrotechnic lamp belongs to the group of flash lamps [1]. The use of pulsed discharge lamps [2] has significant limitations due to the need to use stationary power supply networks or an autonomous power source based on rechargeable batteries, which, as a rule, has significant weight and dimensions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой пиротехнической лампе накачки является пиротехнический патрон [3] на основе стандартного холостого патрона, снаряженного высококалорийной и высокотемпературной пиротехнической смесью. Патрон используется в лазерной винтовке для накачки активного тела излучателя. Суть его работы состоит в следующем: после удара по капсюлю воспламеняется пиротехнический состав, и светящиеся газы горящей пиротехнической смеси попадают в цилиндрическую камеру с отражающей внутренней стенкой, которая обеспечивает концентрацию излучения на активном теле.The closest in technical essence to the proposed pyrotechnic pump lamp is a pyrotechnic cartridge [3] based on a standard blank cartridge equipped with a high-calorie and high-temperature pyrotechnic mixture. The cartridge is used in a laser rifle to pump the active body of the emitter. The essence of his work is as follows: after hitting the capsule, the pyrotechnic composition ignites, and the luminous gases of the burning pyrotechnic mixture fall into a cylindrical chamber with a reflective inner wall, which provides a concentration of radiation on the active body.

Недостатками данного решения являются:The disadvantages of this solution are:

- выброс продуктов горения непосредственно в отражатель;- emission of combustion products directly into the reflector;

- значительные термические нагрузки активного тела;- significant thermal loads of the active body;

- малый КПД пиротехнического патрона:- low efficiency pyrotechnic cartridge:

а) затраты энергии на “раскрытие” носовой части патрона для выброса пиротехнической смеси;a) energy costs for the “disclosure” of the nose of the cartridge for the release of the pyrotechnic mixture;

б) нарушение оптической прозрачности отражателя;b) violation of the optical transparency of the reflector;

в) большая длительность светового импульса.c) a large duration of the light pulse.

Задачей заявляемого изобретения является разработка автономного малогабаритного источника оптического излучения накачки активных тел твердотельных лазерных излучателей, не имеющего указанных недостатков.The task of the invention is to develop an autonomous small-sized source of optical radiation pumping active bodies of solid-state laser emitters that do not have these drawbacks.

Для решения этой задачи предложена импульсная пиротехническая лампа оптической накачки активных сред лазерных излучателей с ударным инициированием, содержащая корпус, ударный воспламенитель, цирконийсодержащий порошкообразный пиротехнический состав, причем корпус выполнен в виде оптически прозрачной колбы из термоударопрочного стекла, вклеенной в металлическое основание и заполненной газообразным кислородом в количестве, обеспечивающем стехиометрическое соотношение между кислородом и пиротехническим составом, металлическое основание снаряжено указанным ударным воспламенителем, и для инициирования реакции горения, разлета и равномерного распределения тела свечения по объему колбы цирконийсодержащий порошкообразный пиротехнический состав расположен в раструбе в форме усеченного конуса, сообщающегося с полостью ударного воспламенителя.To solve this problem, a pulsed pyrotechnic lamp for optical pumping of active media of laser emitters with shock initiation has been proposed, comprising a housing, a shock igniter, a zirconium-containing pyrotechnic composition, the housing being made in the form of an optically transparent bulb made of heat-resistant glass, glued into a metal base and filled with gaseous oxygen in amount providing a stoichiometric ratio between oxygen and pyrotechnic composition, metal The novation is equipped with the specified shock igniter, and to initiate the combustion, expansion and uniform distribution of the luminescence body throughout the bulb volume, the zirconium-containing powder pyrotechnic composition is located in the bell in the form of a truncated cone in communication with the cavity of the shock igniter.

Отличительные признаки предлагаемого изобретения от прототипа состоят в том, что: а) для инициирования реакции горения, разлета и равномерного распределения тела свечения по объему колбы цирконийсодержащий порошкообразный пиротехнический состав располагается в ПВХ-раструбе в форме усеченного конуса, сообщающегося с полостью ударного капсюля-воспламенителя; б) для предотвращения загрязнения активного элемента лазерного излучателя, полости его отражателя, а также для равномерного распределения тела свечения пиротехнический состав выбрасывается в оптически прозрачную колбу, выполненную из термоударопрочного стекла, образуя взвесь; в) для обеспечения устойчивого процесса горения топлива внутренняя полость стеклянной колбы заполнена газообразным кислородом в количестве, обеспечивающем стехиометрическое соотношение между кислородом и пиротехническим составом; г) для инициирования процесса горения пиротехнического состава, крепления элементов конструкции, а также для установки и смены изделия в отражателе лазерного излучателя в качестве основания корпуса лампы выбрана донная часть патрона стрелкового оружия с установленным в ней ударным капсюлем-воспламенителем; д) в отличие от прототипа внутренняя полость пиротехнической лампы заполнена кислородом; е) отсутствует выброс продуктов горения в полость отражателя.Distinctive features of the present invention from the prototype are that: a) to initiate a combustion reaction, expansion and uniform distribution of the glow body throughout the volume of the flask, the zirconium-containing powder pyrotechnic composition is located in the PVC socket in the form of a truncated cone in communication with the cavity of the flash igniter capsule; b) to prevent contamination of the active element of the laser emitter, the cavity of its reflector, as well as to evenly distribute the luminous body, the pyrotechnic composition is thrown into an optically transparent flask made of heat-resistant glass, forming a suspension; c) to ensure a stable fuel combustion process, the inner cavity of the glass flask is filled with gaseous oxygen in an amount that provides a stoichiometric ratio between oxygen and pyrotechnic composition; d) to initiate the combustion process of the pyrotechnic composition, to fasten the structural elements, as well as to install and change the product in the reflector of the laser emitter, the bottom part of the cartridge for the small arms with the ignition shock capsule installed in it is selected as the base of the lamp housing; e) in contrast to the prototype, the internal cavity of the pyrotechnic lamp is filled with oxygen; f) there is no emission of combustion products into the cavity of the reflector.

Наличие этих признаков определяет соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".The presence of these signs determines the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "novelty."

В результате патентного поиска до даты подачи заявки не выявлено технических решений, которым присущи признаки, идентичные всей совокупности существенных признаков, содержащихся в предлагаемой заявке, что говорит об изобретательском уровне предлагаемого технического решения.As a result of the patent search, prior to the filing date of the application, no technical solutions have been identified that have characteristics that are identical to the whole set of essential features contained in the proposed application, which indicates the inventive step of the proposed technical solution.

На фиг.1 представлена схема предлагаемой импульсной пиротехнической лампы оптической накачки активных сред лазерных излучателей с ударным инициированием. В корпусе 1, состоящем из донной части стандартного патрона стрелкового оружия с ударным капсюлем-воспламенителем 2 и вклеенной в нее колбы 7 из термоударопрочного стекла, полость 8 которой заполнена газообразным кислородом, расположен ПВХ-раструб 5 в форме усеченного конуса, наполненного пиротехническим составом 6 и сообщающегося с полостью ударного капсюля-воспламенителя 3 посредством двух отверстий 4.Figure 1 presents a diagram of the proposed pulsed pyrotechnic lamp for optical pumping of active media of laser emitters with shock initiation. In the housing 1, which consists of the bottom of a standard cartridge of small arms with a shock capsule-igniter 2 and glued into it a bulb 7 made of heat-resistant glass, the cavity 8 of which is filled with gaseous oxygen, a PVC bell 5 in the form of a truncated cone filled with pyrotechnic composition 6 and communicating with the cavity of the impact capsule igniter 3 through two holes 4.

Конструкция предлагаемого изделия разработана исходя из следующих принципов:The design of the proposed product is developed based on the following principles:

а) корпус пиротехнической лампы должен обеспечивать целостность и герметичность конструкции как при нормальных условиях, так и при повышенном внутреннем давлении во время срабатывания;a) the housing of the pyrotechnic lamp must ensure the integrity and tightness of the structure both under normal conditions and with increased internal pressure during operation;

б) минимальное газообразование при протекании реакции горения пиротехнического состава;b) minimal gas formation during the course of the combustion reaction of the pyrotechnic composition;

в) стойкость конструкции к ударным и вибрационным перегрузкам;c) resistance to shock and vibration overloads;

г) равномерное распределение тела свечения по объему колбы;d) uniform distribution of the luminescence body over the volume of the bulb;

е) минимальное время протекания реакции горения пиротехнического состава.e) the minimum reaction time of the combustion of the pyrotechnic composition.

На фиг.2 представлен внешний вид образца предлагаемой пиротехнической лампы накачки (2) лазерных излучателей в сравнении с гильзами от снайперской винтовки (1) и от автомата АК-74 (3), а на фиг.3 - вариант отражателя лазерного излучателя, где 1 - посадочное место для активного элемента в виде стержня, 2 - посадочное место для предлагаемого изделия.Figure 2 presents the appearance of the sample of the proposed pyrotechnic pump lamp (2) of laser emitters in comparison with the sleeves from a sniper rifle (1) and from the AK-74 machine gun (3), and Fig. 3 is a variant of the reflector of the laser emitter, where 1 - seat for the active element in the form of a rod, 2 - seat for the proposed product.

Работа предлагаемой пиротехнической лампы происходит следующим образом. Лампа располагается и закрепляется внутри отражателя лазерного излучателя в предназначенном посадочном месте, при этом торец основания корпуса остается доступным для воздействия ударника. При ударе по капсюлю-воспламенителю 2 воспламеняется его инициирующий состав. Горящий заряд, расширяясь, заполняет полость капсюля-воспламенителя 3, а некоторая его часть, проникая через отверстия 4, поступает в основание раструба 5 и воспламеняет пиротехнический состав 6. Пиротехнический состав под давлением со стороны основания раструба 5, создаваемого за счет горения инициирующего состава капсюля-воспламенителя 2, а также вследствие собственного горения и расширения заполняет внутренний объем колбы 7, образуя взвесь. Горение пиротехнического состава сопровождается интенсивным оптическим излучением видимого диапазона, распространяемым за пределы термо-ударопрочной колбы 7 через ее оптически прозрачные стенки.The work of the proposed pyrotechnic lamp is as follows. The lamp is located and fixed inside the reflector of the laser emitter in the intended seat, while the end face of the base of the housing remains accessible to the impact of the hammer. Upon impact on the igniter 2, its initiating composition ignites. The burning charge, expanding, fills the cavity of the igniter capsule 3, and some of it, penetrating through the holes 4, enters the base of the socket 5 and ignites the pyrotechnic composition 6. The pyrotechnic composition under pressure from the base of the socket 5, created by burning the initiating composition of the capsule Igniter 2, as well as due to its own combustion and expansion, fills the internal volume of the bulb 7, forming a suspension. The combustion of the pyrotechnic composition is accompanied by intense optical radiation of the visible range, distributed outside the thermally shockproof flask 7 through its optically transparent walls.

Кинограмма работы предлагаемой лампы накачки приведена на фиг.4. На первом кадре изображен образец изделия; на втором кадре, снятом через нейтральный фильтр, изображен момент воспламенения взвеси; на третьем - состояние того же образца после срабатывания.The cinema operation of the proposed pump lamp is shown in figure 4. The first frame shows a sample product; the second frame, shot through a neutral filter, shows the moment of ignition of the suspension; in the third - the state of the same sample after operation.

Установлено, что яркостная температура оптического излучения пиротехнической лампы составляет 4600...4800 К, длительность импульса ~ 0,5 мс, полная энергия ~ 200 Дж. При срабатывании изделия соблюдаются условия сохранения целостности корпуса и герметичности конструкции.It was established that the brightness temperature of the optical radiation of the pyrotechnic lamp is 4600 ... 4800 K, the pulse duration is ~ 0.5 ms, the total energy is ~ 200 J. When the product is triggered, the conditions for maintaining the integrity of the case and the tightness of the structure are observed.

ЛитератураLiterature

1. Справочник по лазерам /Под ред. Прохорова А.М.: - М.: Советское радио, Т.2, 1978, 400 с.1. Handbook of Lasers / Ed. Prokhorova A.M .: - M .: Soviet Radio, Vol. 2, 1978, 400 p.

2. Маршак И.С. Импульсные источники света. - М.: Госэнергоиздат, 1963, 334 с.2. Marshak I.S. Pulsed light sources. - M.: Gosenergoizdat, 1963, 334 p.

3. Патент США №5761235 от 2.06.98 г.3. US Patent No. 5761235 dated 2.06.98.

Claims (1)

Импульсная пиротехническая лампа оптической накачки активных сред лазерных излучателей с ударным инициированием, содержащая корпус, ударный воспламенитель, цирконийсодержащий порошкообразный пиротехнический состав, причем корпус выполнен в виде оптически прозрачной колбы из термо-ударопрочного стекла, вклеенной в металлическое основание и заполненной газообразным кислородом в количестве, обеспечивающем стехиометрическое соотношение между кислородом и пиротехническим составом, металлическое основание снаряжено указанным ударным воспламенителем, и для инициирования реакции горения, разлета и равномерного распределения тела свечения по объему колбы цирконийсодержащий порошкообразный пиротехнический состав расположен в раструбе в форме усеченного конуса, сообщающегося с полостью ударного воспламенителя.A pulsed pyrotechnic lamp for optical pumping of active media of laser emitters with shock initiation, containing a housing, an impact igniter, a zirconium-containing powder pyrotechnic composition, the housing being made in the form of an optically transparent bulb of heat-resistant glass, glued into a metal base and filled with gaseous oxygen in an amount that provides stoichiometric ratio between oxygen and pyrotechnic composition, the metal base is equipped with the specified impact m igniter for initiating combustion reaction, dispersion and uniform distribution of the luminescence of the body of the flask volume zirconium powdered pyrotechnic composition is located in the socket is frusto-conical in communication with the cavity impact igniter.
RU2003103613/28A 2003-02-07 2003-02-07 Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators RU2239264C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003103613/28A RU2239264C1 (en) 2003-02-07 2003-02-07 Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003103613/28A RU2239264C1 (en) 2003-02-07 2003-02-07 Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003103613A RU2003103613A (en) 2004-08-20
RU2239264C1 true RU2239264C1 (en) 2004-10-27

Family

ID=33537576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003103613/28A RU2239264C1 (en) 2003-02-07 2003-02-07 Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2239264C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544300C1 (en) * 2013-09-19 2015-03-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Reusable portable self-contained pulsed solid laser
CN110176710A (en) * 2019-06-25 2019-08-27 中国工程物理研究院化工材料研究所 Non-transformer laser module
CN110265857A (en) * 2019-06-25 2019-09-20 中国工程物理研究院化工材料研究所 A kind of Solid State Laser source
CN111211472A (en) * 2020-01-14 2020-05-29 西南科技大学 Pyrotechnic composition laser

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544300C1 (en) * 2013-09-19 2015-03-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Reusable portable self-contained pulsed solid laser
CN110176710A (en) * 2019-06-25 2019-08-27 中国工程物理研究院化工材料研究所 Non-transformer laser module
CN110265857A (en) * 2019-06-25 2019-09-20 中国工程物理研究院化工材料研究所 A kind of Solid State Laser source
CN110176710B (en) * 2019-06-25 2020-10-16 中国工程物理研究院化工材料研究所 Power-free laser module
CN111211472A (en) * 2020-01-14 2020-05-29 西南科技大学 Pyrotechnic composition laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2616757B1 (en) Pyrophoric projectile
EP1342047B1 (en) Infra-red emitting decoy flare
US20090166568A1 (en) Method and Apparatus For Electromagnetic Emission By Reactive Composite Materials
MY152876A (en) Cartridge munition, particularly one of medium caliber
US9273942B1 (en) Disposable, miniature internal optical ignition source for ammunition application
RU2239264C1 (en) Condensed-explosion flashlamp for optical pumping of active media of impact-initiation laser radiators
US11940253B2 (en) Projectile payload for training ammunition with multi-spectral output
US5617444A (en) Laser gun and cartridge
US5761235A (en) Laser gun and cartridge
RU74461U1 (en) AEROSOL GENERATOR AND SMOKE CHIMNEY FOR HIM
US3439992A (en) Photoflash lamp
US2305561A (en) Flash lamp
US1754987A (en) Photographic-flash-light cartridge
US5052011A (en) Explosively pumped laser light
KR20140045908A (en) Multi-marker marking system
RU2217850C2 (en) Portable condensed explosive laser emitter
SE0100864D0 (en) Initiation and ignition system for explosive sleep charges
US4371969A (en) Low cost laser
RU85620U1 (en) DEVICE OF MULTIPLE LASER IGNITION OF ROCKET FUEL FUEL MIXTURES
RU2492409C1 (en) Cartridge of sound and light action for tubeless weapon
US3224236A (en) Noble gas flash lamp and laser light source
CA2563392A1 (en) Cartridge munition, particularly one of medium calibre
RU2016132749A (en) SOLID FUEL ROCKET ENGINE (OPTIONS)
SU547584A1 (en) Flash lamp
US5892992A (en) Photoflash unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090208