RU2316864C1

RU2316864C1 - Laser radiator

Info

Publication number: RU2316864C1
Application number: RU2006108408/28A
Authority: RU
Inventors: Михаил Ильич СВЕРДЛОВ (RU); Михаил Ильич Свердлов
Original assignee: Михаил Ильич Свердлов
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2008-02-10
Also published as: RU2006108408A

Abstract

FIELD: optoelectronic instrumentation engineering; laser light sources for optical systems, for instance those for direction or target indication.

SUBSTANCE: proposed device has laser module incorporating laser diode, control circuit of the latter, and lens, all disposed in cylindrical case; lens is installed for its displacement along optical axis. Newly introduced in device are at least one additional laser module and laser-module control circuit connected to control circuits of laser diodes incorporated in modules. Each module is disposed in heat-transfer casing for setting module in rotary motion therein about its axis and its angular displacement. Modules are disposed in common housing of radiator for ensuring maximal radiation density. Common housing is provided with output window for radiation output.

EFFECT: enhanced optical power output and its density in laser beam.

8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к лазерным источникам света, и может быть использовано в оптических системах, предназначенных, например, для указания направления или цели, в частности в лазерных курсо-глиссадных системах посадки воздушных судов.The invention relates to optoelectronic instrumentation, in particular to laser light sources, and can be used in optical systems intended, for example, to indicate the direction or purpose, in particular in laser heading and glide path aircraft landing systems.

Известен, например, гелий-неоновый лазер ЛГН-220М, выпускаемый отечественной промышленностью (ОАО "НИИ газоразрядных приборов "Плазма"), имеющий в качестве активной среды газовую смесь. Лазер генерирует излучение мощностью несколько десятков милливатт в видимом диапазоне спектра и может быть использован для указанных применений.Known, for example, is the LGN-220M helium-neon laser manufactured by the domestic industry (Plasma Research Institute of Gas Discharge Devices), which has a gas mixture as an active medium. The laser generates radiation with a power of several tens of milliwatts in the visible spectrum and can be used for specified applications.

Однако расходимость излучения такого лазера имеет достаточно большое значение 1,5 мрад., что ограничивает возможность достижения достаточной плотности мощности излучения. Сам лазер имеет очень большие размеры (длина около 2-х метров), сложную систему питания и работает только при плюсовых температурах. Эти факторы существенно ограничивают возможность его применения.However, the divergence of the radiation of such a laser has a rather large value of 1.5 mrad., Which limits the possibility of achieving a sufficient radiation power density. The laser itself has a very large size (length of about 2 meters), a complex power system and works only at positive temperatures. These factors significantly limit the possibility of its application.

Известен лазерный модуль, включающий полый цилиндрический корпус, линзу, расположенную в держателе, закрепленном в передней части корпуса модуля, лазерный диод с выводами, расположенный в корпусе на одной оптической оси с линзой, плату с электронной схемой для управления лазерным диодом, соединенную с выводами лазерного диода, расположенную за пределами корпуса и закрепленную со стороны его открытой задней торцевой поверхности (Патент США №5394430, МПК: H01S 3/08).A laser module is known, including a hollow cylindrical body, a lens located in a holder mounted in front of the module body, a laser diode with leads located in the housing on the same optical axis as the lens, a circuit board with an electronic circuit for controlling the laser diode connected to the leads of the laser a diode located outside the housing and secured from the side of its open rear end surface (US Patent No. 5394430, IPC: H01S 3/08).

Данный модуль излучает тонкий, коллимированный лазерный луч и может использоваться, например, для указания направления или цели. Однако данная конструкции модуля не позволяет получать достаточный уровень мощности оптического излучения для наблюдения и фиксации лазерного луча на больших расстояниях, например нескольких километров.This module emits a thin, collimated laser beam and can be used, for example, to indicate a direction or target. However, this module design does not allow to obtain a sufficient level of optical radiation power for observing and fixing the laser beam at large distances, for example, several kilometers.

Известен также лазерный модуль, включающий расположенные в полом цилиндрическом корпусе линзу, закрепленную с помощью резиновых колец в держателе, расположенном в передней части корпуса модуля, лазерный диод с выводами, плату с электронной схемой для управления лазерным диодом, соединенную с выводами лазерного диода и закрепленную в задней части корпуса. При этом между держателем линзы и лазерным диодом расположена пружина, которая не допускает смещения лазерного диода относительно линзы (Патент США №5878073, МПК: H01S 3/08).A laser module is also known, including a lens located in a hollow cylindrical body, fixed with rubber rings in a holder located in front of the module body, a laser diode with leads, a circuit board with an electronic circuit for controlling the laser diode, connected to the terminals of the laser diode and fixed in the back of the case. At the same time, a spring is located between the lens holder and the laser diode, which prevents the laser diode from being displaced relative to the lens (US Patent No. 5878073, IPC: H01S 3/08).

Описанный модуль также может использоваться, например, для указания направления или цели и в отличие от предыдущего модуля имеет более компактную и надежную конструкцию. Однако лазерный диод, состоящий из основания, на котором расположен лазерный кристалл и крышка, так же как и в предыдущей модели, контактирует с корпусом модуля только передней частью поверхности основания, что не обеспечивает должного теплоотвода для лазерного диода, и таким образом уменьшает его ресурс при непрерывном режиме работы и ограничивает уровень мощности излучения. Кроме того, модуль имеет негерметичную конструкцию, что ограничивает его область применения.The described module can also be used, for example, to indicate the direction or target and, unlike the previous module, has a more compact and reliable design. However, the laser diode, consisting of a base on which the laser crystal and the lid are located, as in the previous model, contacts the module case only with the front part of the base surface, which does not provide adequate heat removal for the laser diode, and thus reduces its life when continuous operation and limits the level of radiation power. In addition, the module has an untight design, which limits its scope.

Наиболее близким к заявляемому является лазерный модуль, содержащий полый цилиндрический корпус, в котором на одной оптической оси расположены оптическая система, закрепленная в держателе, ввинчивающемся в корпус с его передней стороны, и лазерный диод с выводами, электронную схему управления лазерным диодом, которая электрически соединена с выводами лазерного диода, и заглушку, закрепленную со стороны задней торцевой поверхности корпуса. Лазерный диод представляет собой основание, на котором закреплен лазерный кристалл, закрытый крышкой. При этом корпус модуля является первым электрическим контактом для подачи питания на драйвер и лазерный диод, а в заглушке расположен второй электрический контакт (Патент США №5121188, МПК: H01L 23/04).Closest to the claimed is a laser module containing a hollow cylindrical body, in which on one optical axis there is an optical system mounted in a holder screwed into the housing from its front side, and a laser diode with leads, an electronic laser diode control circuit that is electrically connected with the conclusions of the laser diode, and a plug fixed to the rear end surface of the housing. The laser diode is a base on which a laser crystal is mounted, closed by a lid. In this case, the module housing is the first electrical contact for supplying power to the driver and the laser diode, and the second electrical contact is located in the plug (US Patent No. 5121188, IPC: H01L 23/04).

Недостатком указанного устройства является также ограничение получения достаточного уровня мощности излучения и плотности выходной оптической мощности в лазерном луче для наблюдения и фиксации лазерного луча на больших расстояниях.The disadvantage of this device is the limitation of obtaining a sufficient level of radiation power and the density of the output optical power in the laser beam for observing and fixing the laser beam at large distances.

Задача предлагаемого решения заключается в повышении выходной оптической мощности и плотности выходной оптической мощности лазерного излучателя.The objective of the proposed solution is to increase the output optical power and density of the output optical power of the laser emitter.

Техническим результатом является существенное увеличение выходной оптической мощности излучения и плотности выходной оптической мощности в лазерном луче за счет создания в дальнем поле излучения суперпозиции лазерных лучей, определяемой степенью перекрытия сечений лучей от каждого модуля.The technical result is a significant increase in the output optical power of the radiation and the density of the output optical power in the laser beam due to the creation of a superposition of laser beams in the far radiation field, determined by the degree of overlap of the beam cross sections from each module.

Поставленная задача решается тем, что в лазерный излучатель, содержащий лазерный модуль, представляющий собой размещенные в цилиндрическом корпусе полупроводниковый лазерный диод, схему управления лазерным диодом и объектив, установленный с возможностью его перемещения вдоль оптической оси, согласно техническому решению введены, по крайней мере, один дополнительный лазерный модуль, схема управления лазерными модулями, соединенная со схемами управления лазерными диодами модулей, при этом каждый модуль размещен в теплоотводящем корпусе с возможностью вращения в нем модуля вокруг своей оси и его углового перемещения, все модули размещены в общем корпусе излучателя с возможностью обеспечения максимальной плотности излучения, а общий корпус снабжен выходным окном для вывода излучения.The problem is solved in that in a laser emitter containing a laser module, which is a semiconductor laser diode located in a cylindrical housing, a laser diode control circuit and a lens mounted with the ability to move along the optical axis, according to the technical solution, at least one an additional laser module, a laser module control circuit connected to the laser diode control circuit of the modules, each module being housed in a heat sink All with the possibility of rotation of the module in it around its axis and its angular movement, all modules are placed in a common emitter housing with the possibility of ensuring maximum radiation density, and the common housing is equipped with an output window for outputting radiation.

Кроме того, количество модулей может быть выбрано четным, при этом они расположены симметрично относительно продольной плоскости симметрии корпуса излучателя. Для обеспечения возможности вращения модуля с последующим закреплением в теплоотводящем корпусе последний может быть снабжен продольным разрезом и стягивающим крепежным элементом в верхней части. Для обеспечения углового перемещения теплоотводящий корпус снабжен площадками, расположенными с противоположных сторон вдоль направления излучения, при этом в площадках выполнены отверстия, одно из которых - со стороны выхода излучения является осевым, а второе - регулировочным. Излучатель может быть снабжен системой нагрева корпуса излучателя, а корпус излучателя - внешним радиатором охлаждения и разъемами для подключения блока питания. Выходное окно корпуса излучателя расположено под углом к направлению излучения для исключения попадания отраженного излучения в лазерные модули.In addition, the number of modules can be chosen even, while they are located symmetrically relative to the longitudinal plane of symmetry of the emitter housing. To enable rotation of the module with subsequent fixing in the heat sink housing, the latter can be provided with a longitudinal section and a tightening fastening element in the upper part. To ensure angular displacement, the heat sink body is equipped with pads located on opposite sides along the radiation direction, while holes are made in the pads, one of which is axial from the output side of the radiation, and the second one is adjustment. The radiator can be equipped with a heating system for the radiator body, and the radiator body can be equipped with an external cooling radiator and connectors for connecting the power supply. The output window of the emitter housing is located at an angle to the direction of radiation to prevent reflected radiation from entering the laser modules.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид лазерного излучателя, на фиг.2 - общий вид лазерного модуля, закрепленного в теплоотводящем корпусе, на фиг.3 - лазерный излучатель в продольном разрезе, на фиг.4, 5, 6 - блок лазерных модулей - вид сбоку (продольный разрез), сверху, спереди соответственно.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of a laser emitter, Fig.2 is a General view of a laser module mounted in a heat sink housing, Fig.3 is a laser emitter in longitudinal section, Fig.4, 5, 6 - block of laser modules - side view (longitudinal section), top, front, respectively.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - блок лазерных модулей, 2 - схема управления лазерными модулями, 3 - нагреватель, 4 - блок контроля температуры, 5 - передняя крышка, 6 - выходное окно, 7 - герметизирующая прокладка, 8 - задняя крышка, 9 - электрический разъем, 10 - основание, 11 - корпус излучателя, 12 - радиатор, 13 - теплоотводящий корпус, 14 - стакан (держатель линзы), 15 - цилиндрический корпус лазерного модуля, 16 - микрообъектив, 17 - схема управления лазерным диодом, 18 - лазерный диод, 19 - винт, 20 - регулировочное отверстие, 21 - пластина, 22 - винт, 23 - продольный разрез, 24 - стойка.The positions in the drawings indicate: 1 - laser module unit, 2 - laser module control circuit, 3 - heater, 4 - temperature control unit, 5 - front cover, 6 - output window, 7 - sealing gasket, 8 - rear cover, 9 - electrical connector, 10 - base, 11 - emitter housing, 12 - radiator, 13 - heat sink housing, 14 - glass (lens holder), 15 - cylindrical laser module housing, 16 - micro lens, 17 - laser diode control circuit, 18 - laser diode, 19 - screw, 20 - adjustment hole, 21 - plate, 22 - screw, 23 - longitudinal time rez, 24 - a rack.

Лазерный излучатель (Фиг.1 и Фиг.3) представляет собой общий корпус 11, состоящий из трех частей: передней крышки - 5, задней крышки - 8 и центральной части, сопрягающейся по форме с передней и задней крышками. В передней крышке 5 корпуса герметично закреплено выходное окно 6. На задней крышке герметично установлены электрические разъемы 9 для подачи напряжения питания и управляющих сигналов. В центральной части корпуса расположены: блок лазерных модулей 1, плата со схемой управления 2 лазерными модулями, нагреватель 3, блок контроля температуры 4, который может быть выполнен с функцией контроля напряжения питания лазерных модулей, и основание 10, на котором расположены перечисленные элементы. Передняя 5 и задняя 8 крышки присоединены к центральной части корпуса через герметизирующие прокладки 7. При этом выходное окно 6 на передней крышке расположено под углом к направлению излучения для исключения возможности попадания отраженного излучения от поверхности выходного окна в модули. Снаружи к корпусу излучателя крепится радиатор 12. Блок 1 (Фиг.4-6) содержит несколько лазерных модулей, размещающихся каждый в своем теплоотводящем корпусе 13 (Фиг.2), имеющем прямоугольное сечение. Корпус 13 выполнен с рифлением в верхней части (относительно стороны закрепления) для увеличения площади поверхности корпуса и соответственно наиболее эффективного обеспечения отвода тепла и продольным разрезом 23 (Фиг.6) в верхней части, обеспечивающим свободное вращение лазерного модуля внутри теплоотводящего корпуса 13. Для закрепления лазерного модуля в теплоотводящем корпусе 13 служит винт 22, который стягивает разделенные продольным разрезом верхние части корпуса и зажимает лазерный модуль в теплоотводящем корпусе 13. Лазерный модуль (Фиг.4), в свою очередь, состоит из цилиндрического корпуса 15 и расположенных внутри него лазерного диода 18, содержащего встроенный фотодиод обратной связи и излучающий кристалл, генерирующий свет, например, в видимом диапазоне, микрообъектива 16, состоящего из одной или более линз, закрепленных в стакане 14, и формирующего лазерное излучение в пучок заданной формы, и схемы управления 17 лазерным диодом 18, представляющей собой сформированную, например, на поликоровой плате электрическую схему, поддерживающую постоянную мощность излучения лазерного диода 18. В торце задней части корпуса 15 выполнено отверстие, в котором с помощью герметизирующего элемента закреплены провода, соединяющие лазерные модули со схемой управления 2. Теплоотводящие корпуса 13 устанавливаются на пластину 21. Теплоотводяший корпус 13 для закрепления и обеспечения углового перемещения имеет площадки, расположенные с противоположных сторон вдоль направления излучения, при этом в площадках выполнены отверстия, одно из которых - со стороны выхода излучения является осевым для углового перемещения теплоотводящего корпуса, а второе отверстие 20 - регулировочным. Фиксация теплоотводящего корпуса 13 на пластине 21 происходит с помощью винтов 19. Расположение модулей выбрано максимально плотным с учетом необходимых условий отвода тепла и возможностей их перемещения при регулировке направления излучения. Максимальное количество лазерных модулей в излучателе может быть 10-12 и больше и определяется техническими задачами и технологическими возможностями. Минимальное количество модулей в излучателе может быть равно двум. Оптимальным количеством модулей с точки зрения применения такого устройства может быть 8 (восемь). Если количество лазерных модулей четное, то их располагают симметрично относительно продольной плоскости симметрии корпуса излучателя, роль которой выполняет пластина 21. Количество модулей может быть нечетным, тогда оптимальным является такой вариант их расположения относительно продольной плоскости симметрии корпуса излучателя, когда с одной стороны расположено на один модуль больше, чем с другой. Блок лазерных модулей 1 крепится к основанию 12 с помощью стоек 24. На стойках 24 устанавливают датчики температуры, сигналы от которых подаются на блок контроля температуры 4.The laser emitter (Figure 1 and Figure 3) is a common housing 11, consisting of three parts: the front cover - 5, the back cover - 8 and the Central part, mating in shape with the front and rear covers. An output window 6 is hermetically fixed in the front cover 5 of the housing. Electrical connectors 9 are tightly mounted on the back cover for supplying voltage and control signals. In the central part of the housing are located: a block of laser modules 1, a board with a control circuit for 2 laser modules, a heater 3, a temperature control unit 4, which can be configured to control the voltage of the laser modules, and a base 10 on which these elements are located. The front 5 and rear 8 covers are connected to the central part of the housing through sealing gaskets 7. In this case, the exit window 6 on the front cover is located at an angle to the direction of radiation to exclude the possibility of reflected radiation from the surface of the exit window into the modules. Outside, a radiator 12 is attached to the case of the radiator. Block 1 (Figs. 4-6) contains several laser modules, each located in its heat-removing case 13 (Fig. 2), which has a rectangular cross-section. The housing 13 is made with corrugation in the upper part (relative to the fixing side) to increase the surface area of the housing and, accordingly, the most efficient heat dissipation and a longitudinal section 23 (Fig.6) in the upper part, providing free rotation of the laser module inside the heat sink housing 13. For fixing the laser module in the heat sink housing 13 is a screw 22, which tightens the upper parts of the housing separated by a longitudinal section and clamps the laser module in the heat sink housing 13. The laser module (Fig. 4), in turn, consists of a cylindrical body 15 and a laser diode 18 located inside it, containing an integrated feedback photodiode and emitting a crystal that generates light, for example, in the visible range, of a micro lens 16 consisting of one or more lenses mounted in a glass 14, and generating laser radiation into a beam of a given shape, and the control circuit 17 of the laser diode 18, which is an electrical circuit formed, for example, on a polycore board, maintaining a constant laser radiation power black diode 18. At the end of the rear part of the housing 15, a hole is made in which wires are connected using a sealing element that connect the laser modules to the control circuit 2. The heat sink bodies 13 are mounted on the plate 21. The heat sink body 13 for fixing and providing angular movement has platforms, located on opposite sides along the direction of radiation, while the holes are made in the platforms, one of which is the axial for angular displacement on the side of the radiation output box body, and the second hole 20 - adjusting. The fixing of the heat sink body 13 on the plate 21 is carried out using screws 19. The location of the modules is selected as dense as possible, taking into account the necessary conditions for heat removal and the possibilities of their movement when adjusting the radiation direction. The maximum number of laser modules in the emitter can be 10-12 or more and is determined by technical tasks and technological capabilities. The minimum number of modules in the emitter can be equal to two. The optimal number of modules from the point of view of using such a device can be 8 (eight). If the number of laser modules is even, then they are arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane of symmetry of the emitter body, the role of which is played by the plate 21. The number of modules can be odd, then the best option is their arrangement with respect to the longitudinal plane of symmetry of the emitter case, when it is located on one side the module is larger than the other. The laser module unit 1 is attached to the base 12 using racks 24. On the racks 24 install temperature sensors, the signals from which are fed to the temperature control unit 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На электронную схему управления 2 лазерными модулями через электрический разъем 9 и блок контроля температуры 4 подают напряжение питания и управляющие сигналы. Схема 2 распределяет и передает управляющие сигналы на схемы управления 17 в каждый модуль. Электронная схема 17 поддерживает постоянную мощность излучения лазерного кристалла, благодаря наличию обратной связи с фотодиодом. Обратная связь осуществляется следующим образом, например, при уменьшении мощности излучения вследствие нагревания лазерного кристалла происходит изменение тока фотодиода, электронная схема 17 увеличивает ток накачки, подаваемый на лазерный кристалл, пропорционально изменившемуся току фотодиода, уровень испускаемой оптической мощности увеличивается, оставаясь, таким образом, постоянным. Кроме поддержания заданного уровня оптической мощности лазерного диода 4 электронная схема управления 17 выполняет еще и защитные функции, отключая лазерный диод 18 при создании ситуации, способной привести к выходу его из строя. Выходящее из лазерного диода 18 излучение попадает в микрообъектив 16, который позволяет формировать пучок с заданными параметрами расходимости. Используя, например, коллимирующий объектив, состоящий из одной или нескольких линз, можно получить пучок с расходимостью порядка 0,5-2 мрад., представляющий собой в сечении круг или эллипс.The electronic control circuit 2 of the laser modules through the electrical connector 9 and the temperature control unit 4 serves the supply voltage and control signals. Circuit 2 distributes and transmits control signals to control circuits 17 in each module. The electronic circuit 17 maintains a constant radiation power of the laser crystal, due to the presence of feedback from the photodiode. Feedback is carried out as follows, for example, when the radiation power decreases due to heating of the laser crystal, the photodiode current changes, the electronic circuit 17 increases the pump current supplied to the laser crystal in proportion to the changed photodiode current, the level of emitted optical power increases, thus remaining constant . In addition to maintaining a given level of optical power of the laser diode 4, the electronic control circuit 17 also performs protective functions by turning off the laser diode 18 when creating a situation that can lead to its failure. The radiation emerging from the laser diode 18 enters the micro-lens 16, which makes it possible to form a beam with specified divergence parameters. Using, for example, a collimating lens consisting of one or several lenses, it is possible to obtain a beam with a divergence of the order of 0.5-2 mrad., Which is a circle or an ellipse in cross section.

Несколько лазерных модулей, расположенных согласно заявляемой конструкции, позволяют получить в дальнем поле излучения суперпозицию лазерных лучей с повышенной плотностью мощности, определяемой количеством лазерных модулей и степенью перекрытия сечений лучей от каждого модуля. Степень перекрытия сечений лучей зависит в свою очередь от угла расходимости излучения каждого модуля и угла расположения модулей (их оптических осей) относительно друг друга. Заявляемая конструкция обеспечивает возможность точной регулировки положения каждого модуля. Регулировка происходит в два этапа. По вертикальной координате положение оптических осей излучения модулей регулируется путем вращения каждого модуля вокруг своей оси в теплоотводящем корпусе 13, а по горизонтальной координате - угловым перемещением теплоотводящего корпуса 13 с последующим закреплением винтами 19 на пластине 21. При оптимальной регулировке лазерный излучатель, изготовленный в соответствии с заявляемой конструкцией, способен генерировать луч света с расходимостью, намного меньшей значения в 1 мрад., складывающегося из расходимости отдельного лазерного модуля и расходимости оптических осей лазерных модулей в излучателе, и мощностью излучения в несколько сотен и более мВт в зависимости от используемых в лазерных модулях лазерных диодов 18. При этом плотность оптической мощности в лазерном луче будет по сравнению с известными аналогами, как минимум, в 0,5N раз (где N - количество лазерных модулей в излучателе) больше.Several laser modules arranged according to the claimed design make it possible to obtain a superposition of laser beams with a high power density in the far field of radiation, determined by the number of laser modules and the degree of overlap of the beam sections from each module. The degree of overlap of the ray sections depends in turn on the angle of divergence of the radiation of each module and the angle of the modules (their optical axes) relative to each other. The inventive design provides the ability to accurately adjust the position of each module. Adjustment takes place in two stages. The vertical coordinate of the position of the optical axes of the radiation of the modules is regulated by rotating each module around its axis in the heat sink body 13, and the horizontal coordinate by angular displacement of the heat sink body 13, followed by fixing with screws 19 on the plate 21. With optimal adjustment, the laser emitter made in accordance with by the claimed design, is capable of generating a beam of light with a divergence much less than 1 mrad., consisting of the divergence of a separate laser mode For the divergences of the optical axes of the laser modules in the emitter and the radiation power of several hundred or more mW, depending on the laser diodes used in the laser modules 18. In this case, the optical power density in the laser beam will be at least 0 in comparison with the known analogues , 5N times (where N is the number of laser modules in the emitter) is greater.

Кроме того, заявляемое устройство может работать как в непрерывном режиме, так и в импульсном.In addition, the inventive device can operate both in continuous mode and in pulsed mode.

Конструкция лазерного излучателя обеспечивает широкий рабочий диапазон температур. Излучатель может работать при +40°С, а при принудительном обдуве внешнего радиатора при +50°С. Имеющаяся в конструкции лазерного излучателя система внутреннего обогрева работает в автоматическом режиме - включается при снижении температуры ниже +5°С и поддерживает это значение температуры внутри корпуса излучателя до температуры окружающей среды -40°С. В случае превышения абсолютных значений температур выше критических блок контроля температуры 4 отключает питание лазерных модулей.The design of the laser emitter provides a wide operating temperature range. The emitter can operate at + 40 ° C, and with forced blowing of an external radiator at + 50 ° C. The internal heating system available in the design of the laser emitter operates in automatic mode - it turns on when the temperature drops below + 5 ° C and maintains this temperature inside the emitter housing to an ambient temperature of -40 ° C. In case of exceeding the absolute temperature values above the critical temperature control unit 4 turns off the power of the laser modules.

В соответствии с заявляемой конструкцией был изготовлен лазерный излучатель, содержащий восемь лазерных модулей, расположенных симметрично, как показано на Фиг.6. Корпус излучателя изготавливался из дюралюминия и был подобен корпусу, используемому в термокожухах SVS26P. Корпус имел следующие габаритные размеры: 320×130×100 мм. Внешний радиатор, основание, пластина, теплоотводящие корпуса, стойки и корпуса модулей были изготовлены также из дюралюминия, как наиболее технологичного материала, имеющего высокую теплопроводность. Нагреватель проволочного типа закреплялся на основании и имел мощность тепловыделения порядка 100 Вт. Используемые лазерные диоды работали в видимом диапазоне спектра и имели длину волны излучения 635 нм. Микрообъектив состоял из двух линз. Мощность оптического излучения изготовленного образца составила 150 мВт, размер сечения луча на расстоянии 1 км был равен 0,8 м. Излучатель был работоспособен в диапазоне температур от -40°С до +45°С. Дальность видимости лучей составила более 5 км.In accordance with the claimed design, a laser emitter was made, comprising eight laser modules arranged symmetrically, as shown in FIG. 6. The emitter housing was made of duralumin and was similar to the housing used in the SVS26P thermal housings. The case had the following overall dimensions: 320 × 130 × 100 mm. The external radiator, base, plate, heat-dissipating cases, racks and module cases were also made of duralumin, as the most technologically advanced material having high thermal conductivity. A wire-type heater was fixed on the base and had a heat dissipation power of about 100 watts. The laser diodes used worked in the visible range of the spectrum and had a radiation wavelength of 635 nm. The micro lens consisted of two lenses. The optical radiation power of the fabricated sample was 150 mW, the beam cross section at a distance of 1 km was 0.8 m. The emitter was operable in the temperature range from -40 ° C to + 45 ° C. The range of visibility of the rays was more than 5 km.

Таким образом, заявляемая конструкция позволяет получить лазерное излучение с большой мощностью и, что самое главное, увеличить плотность оптической мощности в лазерном луче по сравнению с известными аналогами, как минимум, в 0,5N раз (где N количество лазерных модулей в излучателе). Излучатель отличается повышенной надежностью, т.к. выход из строя одного из модулей уменьшает мощность излучения всего устройства только на 1/N часть. Конструкция излучателя в целом является более устойчивой к климатическим воздействиям, при этом обеспечение герметичности корпуса и наличие системы нагрева в сочетании с автоматическим поддержанием заданной температуры корпуса при сильных отрицательных температурах расширяет области применения данной конструкции.Thus, the claimed design allows to obtain laser radiation with high power and, most importantly, to increase the density of optical power in the laser beam in comparison with known analogues, at least 0.5N times (where N is the number of laser modules in the emitter). The emitter is characterized by increased reliability, because failure of one of the modules reduces the radiation power of the entire device by only 1 / N part. The design of the emitter as a whole is more resistant to climatic influences, while ensuring the tightness of the housing and the presence of a heating system in combination with the automatic maintenance of the set temperature of the housing at strong negative temperatures expands the scope of this design.

Claims

1. A laser emitter comprising a laser module, comprising a semiconductor laser diode located in a cylindrical housing, a laser diode control circuit and a lens mounted to move along the optical axis, characterized in that it contains at least one additional laser module , a control module for laser modules connected to control circuits for laser diodes of the modules, each module being placed in a heat sink housing with the possibility of rotation of the wok module in it its y axis and its angular movement, all the modules are arranged in a common housing emitter to provide a maximum density of the radiation, and a common housing provided with an outlet window for the radiation output.

2. The emitter according to claim 1, characterized in that the number of modules is chosen even, while they are located symmetrically relative to the longitudinal plane of symmetry of the emitter housing.

3. The emitter according to claim 1, characterized in that to enable rotation of the module with subsequent fixing in the heat sink housing, the latter is provided with a longitudinal section and a tightening fastener in the upper part.

4. The emitter according to claim 1, characterized in that, to ensure angular displacement, the heat sink body is provided with platforms located on opposite sides along the radiation direction, while holes are made in the areas, one of which is from the radiation output side is axial, and the second - adjusting.

5. The emitter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a heating system of the emitter body.

6. The emitter according to claim 1, characterized in that the housing of the emitter is equipped with an external cooling radiator.

7. The emitter according to claim 1, characterized in that the output window of the emitter housing is located at an angle to the direction of radiation to prevent reflected radiation from entering the laser modules.

8. The emitter according to claim 1, characterized in that the emitter housing is equipped with connectors for connecting a power supply.