RU2807949C1 - Method and device for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energy materials - Google Patents

Method and device for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energy materials Download PDF

Info

Publication number
RU2807949C1
RU2807949C1 RU2022105402A RU2022105402A RU2807949C1 RU 2807949 C1 RU2807949 C1 RU 2807949C1 RU 2022105402 A RU2022105402 A RU 2022105402A RU 2022105402 A RU2022105402 A RU 2022105402A RU 2807949 C1 RU2807949 C1 RU 2807949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
optical
initiation
laser diode
integrity
Prior art date
Application number
RU2022105402A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Гурьевич Андреев
Владимир Сергеевич Ермаков
Андрей Иванович Гаранин
Александр Михайлович Гладков
Никита Александрович Грачёв
Юрий Николаевич Михайлов
Екатерина Владимировна Мошева
Евгений Михайлович Падерин
Павел Николаевич Солдатов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Пермская научно-производственная приборостроительная компания"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Пермская научно-производственная приборостроительная компания" filed Critical Публичное акционерное общество "Пермская научно-производственная приборостроительная компания"
Application granted granted Critical
Publication of RU2807949C1 publication Critical patent/RU2807949C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring technology.
SUBSTANCE: invention can be used in products for defence, special and civil purposes. The claimed method for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energy materials consists in using one laser diode, one optical fibre between the laser diode and the laser initiation unit for initiation and verification modes of the optical circuit, and a laser diode power supply having two independent current sources: a low current source and a high current source, which receive control commands from the controller. When checking the integrity of the laser diode and the optical path, a low current source is turned on, the laser diode operates at low currents, compared to the initiation mode, low-power radiation propagates along the optical path to the divider and is divided, after which part of the radiation propagates to the reflective coating in the laser initiation unit, is reflected from the specified coating and enters the first photodetector through the same optical path, and the other part of the radiation after the splitter goes directly to the second photodetector, after which the signals received from these photodetectors are transmitted to the controller to check the integrity of the optical circuits in laser initiation systems. When checking the operability of the power source itself, a high current source is turned on, to which the electrical equivalent of the laser diode is connected, whereas the laser diode is first turned off, the signal from the equivalent of the laser diode is transmitted to the controller to check the integrity of electrical circuits in laser initiation systems.
EFFECT: increasing the reliability of the laser initiation system by using the integrity control means that make up the system of optical and electrical circuits.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники в части контроля целостности оптических цепей, а также проверки прилегающих электрических цепей, и может использоваться в системах лазерного инициирования пиротехнических средств. Данные системы применяются в изделиях ракетно-космической, авиационной, военно-морской, специальной техники, а также в горнорудной и угледобывающей промышленности, сейсморазведке, нефтедобыче при перфорации скважин и в строительстве. В таких областях волоконно-оптические системы лазерного инициирования предполагают многократное использование и, следовательно, такие системы требуют контроля и проверки целостности оптического тракта и работоспособности прилегающей электроники.The invention relates to the field of measurement technology in terms of monitoring the integrity of optical circuits, as well as checking adjacent electrical circuits, and can be used in systems for laser initiation of pyrotechnic means. These systems are used in products of rocket and space, aviation, naval, special equipment, as well as in the mining and coal mining industries, seismic exploration, oil production during well perforation and in construction. In such applications, fiber-optic laser initiation systems require repeated use and, therefore, such systems require monitoring and verification of the integrity of the optical path and the functionality of adjacent electronics.

Текущие изобретения для контроля целостности гибридных (волоконно-оптических и электрических) цепей имеют ряд недостатков, большинство из них обусловлено необходимостью использования внешних тестирующих устройств. Указанный способ внешнего теста описан в публикации «Optical pyrotechnology for launchers and satellites / Оптическая пиротехника для ракет-носителей и спутников» (ICSO 2014; DOI: 10.1117/12.2304215). Такому способу проверки целостности требуется временная внешняя установка в систему и наличие дополнительных оптических разъемов. Такое вмешательство может привести к смещению или повреждению компонентов цепи, а также усложняет процедуру проверки и увеличивает габариты системы.Current inventions for monitoring the integrity of hybrid (fiber optic and electrical) circuits have a number of disadvantages, most of them due to the need to use external testing devices. This external test method is described in the publication “Optical pyrotechnology for launchers and satellites” (ICSO 2014; DOI: 10.1117/12.2304215). This method of checking integrity requires temporary external installation in the system and the presence of additional optical connectors. Such interference can lead to displacement or damage to circuit components, and also complicates the inspection procedure and increases the size of the system.

Существует способ проверки, описанный в публикации «Optical Built-in-Test (BIT) for Laser Initiation Systems / Встроенный оптический тест для систем лазерного инициирования» (2002-3797. 38th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. July 2002. DOI: 10.2514/6.2002-3797). В публикации описана встроенная проверка оптических компонентов таких систем путем измерения уровней отраженного излучения, зарегистрированных фотоприемником, для чего в системе используется источник излучения, два волокна для передачи и отражения излучения и узел лазерного инициирования с двумя линзами и отражающим покрытием. Недостатком такого метода является отсутствие проверки электроники, а также неполная проверка оптической части (проверяется одна из двух градиентных линз в узле лазерного инициирования).There is a verification method described in the publication “Optical Built-in-Test (BIT) for Laser Initiation Systems / Built-in optical test for laser initiation systems” (2002-3797. 38th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. July 2002. DOI: 10.2514/6.2002-3797). The publication describes the integrated testing of the optical components of such systems by measuring the levels of reflected radiation recorded by a photodetector, for which the system uses a radiation source, two fibers to transmit and reflect the radiation, and a laser initiation assembly with two lenses and a reflective coating. The disadvantage of this method is the lack of checking the electronics, as well as incomplete checking of the optical part (one of the two gradient lenses in the laser initiation unit is checked).

Также известно изобретение под названием «Способ инициирования многоканальной системы лазерного инициирования», №2752408 (МПК F42B 3/113, опубл. 05.08.2020). Данный способ заключается в контроле оптического тракта системы и предполагает инициирование воспламенительных составов. Блок управления подает электрический сигнал на лазерные излучатели, которые генерируют лазерный импульс, распространяемый по оптическому тракту. В тракте имеется два волокна, идущие до лазерных воспламенителей для каждого канала. По первому волокну доставляется контрольный и инициирующий импульсы, по второму волокну распространяются отраженные от лазерного воспламенителя контрольный и инициирующий импульсы в режиме проверки оптических цепей и состояния системы в целом (исходное, сработанное). При этом контрольный и инициирующий импульсы одинаковы по амплитуде и различаются по длительности. В тракте между лазерным излучателем и лазерным воспламенителем содержится оптический включатель. Оптический включатель представляет собой барабан со светофильтрами (для ослабления излучения контрольного импульса) и пустыми окнами (для прохода излучения для инициирования лазерного воспламенителя; RU2691381, опубл. 13.06.2019). При повороте барабана с помощью электромеханического устройства происходит смена светофильтра на окно. Перемещение светофильтра в оптическом включателе определяет два положения: открытое или закрытое. В открытом состоянии оптический включатель обеспечивает пропускание оптического импульса от лазерного излучателя с минимальными оптическими потерями, в закрытом - с максимальными оптическими потерями. Контроль оптического тракта проводится при начальном закрытом оптическом включателе, который поглощает большую часть лазерной энергии, путем подачи сначала контрольного, а потом инициирующего импульсов, которые отражаются от лазерного воспламенителя. Отраженные импульсы попадают во второе волокно и приходят на фотоприемник. Для инициирования оптический включатель переводят в положение «открыт», после чего контролируют оптический тракт путем подачи контрольного импульса и регистрации отраженного импульса фотоприемником. После контроля оптического тракта подается инициирующий импульс с большой длительностью до воспламеняющего устройства. После инициирования проверяют срабатывание инициирующего устройства контрольным импульсом.An invention called “Method of initiating a multi-channel laser initiation system”, No. 2752408 (IPC F42B 3/113, published 08/05/2020) is also known. This method consists of monitoring the optical path of the system and involves the initiation of igniting compositions. The control unit supplies an electrical signal to laser emitters, which generate a laser pulse propagated along the optical path. The path has two fibers going to the laser igniters for each channel. Control and initiation pulses are delivered along the first fiber; control and initiation pulses reflected from the laser igniter are propagated through the second fiber in the mode of checking optical circuits and the state of the system as a whole (initial, activated). In this case, the control and initiating pulses are identical in amplitude and differ in duration. The path between the laser emitter and the laser igniter contains an optical switch. The optical switch is a drum with light filters (to attenuate the radiation of the control pulse) and empty windows (for the passage of radiation to initiate the laser igniter; RU2691381, published 06/13/2019). When the drum is turned using an electromechanical device, the light filter is changed to the window. The movement of the light filter in the optical switch determines two positions: open or closed. In the open state, the optical switch ensures the transmission of an optical pulse from the laser emitter with minimal optical losses, and in the closed state - with maximum optical losses. Control of the optical path is carried out with the initial closed optical switch, which absorbs most of the laser energy, by first delivering control and then initiating pulses, which are reflected from the laser igniter. The reflected pulses enter the second fiber and arrive at the photodetector. To initiate, the optical switch is moved to the “open” position, after which the optical path is controlled by applying a control pulse and recording the reflected pulse with a photodetector. After monitoring the optical path, an initiating pulse with a long duration is supplied to the ignition device. After initiation, the activation of the initiating device is checked with a control pulse.

Достоинством данного способа является контроль оптического тракта перед инициированием, проверка работоспособности лазера и сопутствующей электроники, контроль срабатывания после инициирования, а также наличие оптического включателя, который выполняет роль дополнительного барьера в оптическом тракте между лазерным излучателем и лазерным воспламенителем для повышения безопасности системы.The advantage of this method is control of the optical path before initiation, checking the functionality of the laser and associated electronics, control of operation after initiation, as well as the presence of an optical switch, which acts as an additional barrier in the optical path between the laser emitter and the laser igniter to increase the safety of the system.

К недостаткам данного способа относится сложность конструкции оптического включателя. Наличие подвижных частей снижает надежность системы и требует сложной системы углового позиционирования и фиксации барабана относительно лазерного излучателя. Ошибки электроники под воздействием электромагнитных помех или иных факторов могут привести к некорректному положению оптического включателя. Как следствие, сложность процедуры проверки: сначала проверяется закрытое состояние оптического включателя контрольным импульсом, потом подается инициирующий импульс для проверки оптического тракта, что также является недостатком, т.к. за это время оптический включатель может открыться (смещение барабана) и привести к несанкционированному инициированию. Еще одним недостатком является возможность деградации лучевой стойкости светофильтра при многократном пропускании через него лазерных импульсов. Кроме того, к недостаткам можно отнести использование двух волокон для доставки и отражения оптического излучения. Это может снизить технологичность стыковки волокон с лазерным воспламенителем, а также увеличивает габариты и снижает надежность системы лазерного инициирования, в частности, может привести к ложноотрицательным результатам теста (например, в случае, когда первое волокно целое, а во втором присутствует обрыв).The disadvantages of this method include the complexity of the optical switch design. The presence of moving parts reduces the reliability of the system and requires a complex system of angular positioning and fixation of the drum relative to the laser emitter. Electronic errors due to electromagnetic interference or other factors can lead to incorrect position of the optical switch. As a result, the verification procedure is complicated: first, the closed state of the optical switch is checked with a control pulse, then an initiating pulse is applied to check the optical path, which is also a disadvantage, because During this time, the optical switch may open (drum displacement) and lead to unauthorized initiation. Another disadvantage is the possibility of degradation of the radiation resistance of the filter when laser pulses are repeatedly passed through it. In addition, the disadvantages include the use of two fibers for delivering and reflecting optical radiation. This can reduce the manufacturability of joining fibers with a laser igniter, and also increases the size and reduces the reliability of the laser initiation system, in particular, it can lead to false negative test results (for example, in the case when the first fiber is intact, but there is a break in the second).

Заявленное изобретение «Способ проверки целостности оптических и электрических цепей в системах лазерного инициирования энергетических материалов» направлено на решение задачи проверки гибридных цепей в системах лазерного инициирования путем встроенного теста, что позволяет повысить надежность работы таких систем. Встроенный тест имеет ряд преимуществ по сравнению с внешними тестами: не требует дополнительных разъемов для подключения, является встроенным в систему, позволяет проводить проверку непосредственно перед началом инициирования.The claimed invention “Method for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energetic materials” is aimed at solving the problem of checking hybrid circuits in laser initiation systems by means of a built-in test, which makes it possible to increase the reliability of the operation of such systems. The built-in test has a number of advantages compared to external tests: it does not require additional connectors for connection, it is built into the system, and allows testing immediately before initiation.

Эффективность проверки заявленным способом достигается за счет проведения комплексной проверки узлов и компонентов системы инициирования - проверки лазерного диода и его источника питания, проверки оптических компонентов, доставляющих лазерное излучение до узла лазерного инициирования, и проверки объемной оптики узла инициирования. Это также происходит за счет использования одного лазерного диода в двух режимах излучения большой/малой оптической мощности для инициирования/проверки волоконных систем на их целостность и за счет использования одного волокна для инициирования и проверки оптического тракта от источника лазерного излучения до узла лазерного инициирования.The effectiveness of the verification by the claimed method is achieved by conducting a comprehensive check of the units and components of the initiation system - checking the laser diode and its power source, checking the optical components that deliver laser radiation to the laser initiation unit, and checking the volumetric optics of the initiation unit. This also occurs by using a single laser diode in two high/low optical power modes to initiate/test fiber systems for their integrity and by using a single fiber to initiate and test the optical path from the laser source to the laser initiation node.

Увеличение безопасности проверки систем лазерного инициирования достигается путем отключения во время проверки лазерного диода от источника питания большого тока, а также за счет исключения из оптической схемы электромеханических устройств и дополнительного оптического тракта, что позволяет реализовать более простую, по сравнению с прототипом, циклограмму проверки целостности оптических и электрических цепей.Increasing the safety of testing laser initiation systems is achieved by disconnecting the laser diode from the high current power source during testing, as well as by eliminating electromechanical devices and an additional optical path from the optical circuit, which makes it possible to implement a simpler, compared to the prototype, circuit diagram for checking the integrity of optical and electrical circuits.

В поданной заявке используется 4 чертежа, краткое их описание представлено ниже.The submitted application uses 4 drawings, a brief description of which is presented below.

На Фиг. 1 приведена структурная схема способа проверки целостности оптических и электрических цепей.In FIG. Figure 1 shows a block diagram of a method for checking the integrity of optical and electrical circuits.

На Фиг. 2 приведена структурная схема источника питания для лазерного диода.In FIG. Figure 2 shows a block diagram of the power source for the laser diode.

На Фиг. 3 приведено увеличенное изображение узла лазерного инициирования, со схематичным построением хода лучей в градиентной линзе, на выходную поверхность которой нанесено отражающее покрытие.In FIG. Figure 3 shows an enlarged image of the laser initiation unit, with a schematic plot of the ray path in a gradient lens, on the output surface of which a reflective coating is applied.

На Фиг. 4 приведено увеличенное изображение узла лазерного инициирования с использованием дополнительного защитного стекла, на выходную поверхность которого нанесено отражающее покрытие. Схематичное построение хода лучей в такой системе: градиентная линза - стекло с покрытием.In FIG. Figure 4 shows an enlarged image of the laser initiation unit using additional protective glass, on the output surface of which a reflective coating is applied. Schematic diagram of the ray path in such a system: gradient lens - coated glass.

Способ проверки целостности оптических и электрических цепей в системах лазерного инициирования энергетических материалов (Фигура 1) состоит из источника питания лазерного диода 1, лазерного диода 2. Во время проверки диод работает в маломощном режиме, т.е. потребляемый ток от источника питания 1 находится на уровне миллиампер. Выходная оптическая мощность лазерного диода в таком режиме находится на уровне микроватт, хорошо различима контрольными фотоприемниками 3, 4 и на несколько порядков меньше той, что требуется для инициирования навески воспламенительного состава. Лазерный диод 2 соединяется с волоконным делителем 5 посредством волокна 6. Выходное волокно 7 делителя 5 подводится к узлу лазерного инициирования 8. На волоконных выходах 9 и 10 делителя находятся фотоприемники 3 и 4, которые передают полученные сигналы на контроллер 11.A method for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energetic materials (Figure 1) consists of a power source for laser diode 1, laser diode 2. During testing, the diode operates in low-power mode, i.e. The current consumption from power supply 1 is at the milliamp level. The output optical power of the laser diode in this mode is at the microwatt level, is clearly visible by control photodetectors 3, 4 and is several orders of magnitude less than that required to initiate a sample of the igniter composition. Laser diode 2 is connected to the fiber divider 5 via fiber 6. The output fiber 7 of the divider 5 is supplied to the laser initiation unit 8. At the fiber outputs 9 and 10 of the divider there are photodetectors 3 and 4, which transmit the received signals to the controller 11.

Принцип действия заявленного изобретения (фиг. 1): в режиме проверки цепи контроллер 11 подает команду +Uупр 1 на включение источника малого тока 101 (фиг. 2), находящегося в источнике питания 1. Источник питания подает малый электрический ток на лазерный диод 2, который начинает работать в маломощном режиме. Излучение проходит по волокну 6 через волоконный делитель 5, в делителе разделяется с заданным коэффициентом деления между двумя выходными волокнами 7 и 10; далее через выходное волокно 7 делителя 5 попадает в узел лазерного инициирования 8. Внутри узла лазерного инициирования 8 (фиг. 3) установлена фокусирующая градиентная линза 801, представляющая собой стеклянный цилиндр, в котором падающее на входную поверхность излучение распространяется вдоль цилиндра и фокусируется на выходной поверхности линзы, на которую нанесено отражающее покрытие 802. Фокусирующая градиентная линза 801 установлена вплотную к навеске воспламенительного состава 803. Волокно 7, находящееся в керамической феруле 804, подведено вплотную соосно к линзе 801. Излучение выходит из волокна 7 и попадает в линзу 801, линза фокусирует излучение на отражающее покрытие 802. Частично отраженное от покрытия излучение попадает обратно в волокно 7. Далее отраженное излучение проходит волоконный делитель 5 (Фиг. 1) и распространяется по волокну 9, которое подключено к фотоприемнику 3. Фотоприемник 3 подает полученный сигнал на контроллер 11. Прямое излучение от лазерного диода 2 с делителя 5 через волокно 10 поступает на фотоприемник 4. Контроллер 11 сравнивает значение отраженного излучения с фотоприемника 3 со значением прямого излучения лазерного диода, идущего с фотоприемника 4. Итоговая разница двух сигналов определяет наличие или нарушение целостности оптической цепи, а также работоспособность самого лазерного диода 2.The principle of operation of the claimed invention (Fig. 1): in the circuit test mode, the controller 11 issues a command +U control 1 to turn on the small current source 101 (Fig. 2), located in the power source 1. The power source supplies a small electric current to the laser diode 2 , which starts working in low-power mode. The radiation passes along fiber 6 through a fiber splitter 5, in the divider it is divided with a given division ratio between two output fibers 7 and 10; then through the output fiber 7 of the divider 5 it enters the laser initiation unit 8. Inside the laser initiation unit 8 (Fig. 3) a focusing gradient lens 801 is installed, which is a glass cylinder in which the radiation incident on the input surface propagates along the cylinder and is focused on the output surface lens on which a reflective coating 802 is applied. The focusing gradient lens 801 is installed close to the sample of the igniter composition 803. The fiber 7, located in the ceramic ferrule 804, is brought close coaxially to the lens 801. The radiation leaves the fiber 7 and enters the lens 801, the lens focuses radiation onto the reflective coating 802. The radiation partially reflected from the coating falls back into the fiber 7. Next, the reflected radiation passes through the fiber splitter 5 (Fig. 1) and propagates along the fiber 9, which is connected to the photodetector 3. The photodetector 3 supplies the received signal to the controller 11. Direct radiation from the laser diode 2 from the divider 5 through the fiber 10 is supplied to the photodetector 4. The controller 11 compares the value of the reflected radiation from the photodetector 3 with the value of the direct radiation of the laser diode coming from the photodetector 4. The resulting difference between the two signals determines the presence or violation of the integrity of the optical circuit, as well as the performance of the laser diode itself 2.

Фотоприемник 3 принимает отраженное излучение от узла лазерного инициирования. По уровню электрического сигнала на фотоприемнике проверяется целостность оптической цепи. Фотоприемник 4 принимает прямое излучение непосредственно с лазерного диода 2. По уровню электрического сигнала на фотоприемнике проверяется работоспособность лазерного диода.Photodetector 3 receives reflected radiation from the laser initiation unit. The integrity of the optical circuit is checked by the level of the electrical signal at the photodetector. Photodetector 4 receives direct radiation directly from laser diode 2. The functionality of the laser diode is checked by the level of the electrical signal at the photodetector.

После проверки оптической части контроллер 11 переходит на проверку источника большого тока 102 (фиг. 2), который находится в составе источника питания 1. Источник большого тока предназначен для режима инициирования навески воспламенительных составов. Для выполнения проверки в качестве нагрузки, вместо лазерного диода, к источнику большого тока 102 подключается электрический эквивалент 103. От контроллера 11 подается команда +Uупр 2 на включение источника большого тока 102. Далее проводятся необходимые измерения, по результату которых определяется работоспособность источника тока.After checking the optical part, the controller 11 proceeds to checking the high current source 102 (Fig. 2), which is part of the power source 1. The high current source is intended for the mode of initiating a portion of igniter compositions. To perform the test, instead of a laser diode, an electrical equivalent 103 is connected to the high current source 102 as a load. From the controller 11, the +U control 2 command is issued to turn on the high current source 102. Next, the necessary measurements are carried out, the results of which determine the operability of the current source.

Варианты изготовления отражающего покрытия 802 для узла лазерного инициирования 8 (фиг. 3):Options for manufacturing a reflective coating 802 for the laser initiation unit 8 (Fig. 3):

1.1 полупрозрачное диэлектрическое покрытие. В режиме проверки излучение малой мощности частично отражается от покрытия и направляется в волокно 7, в режиме инициирования излучение высокой мощности в основном пропускается на навеску воспламенительного состава 803;1.1 translucent dielectric coating. In the test mode, low-power radiation is partially reflected from the coating and directed into fiber 7; in the initiation mode, high-power radiation is mainly transmitted to a sample of igniter composition 803;

1.2 непрозрачное металлическое покрытие. В режиме проверки излучение малой мощности в основном отражается от покрытия и направляется в волокно 7, в режиме инициирования излучение высокой мощности расплавляет участок покрытия и в основном пропускается на навеску воспламенительного состава 803.1.2 opaque metallic coating. In the test mode, low-power radiation is mainly reflected from the coating and directed into fiber 7; in the initiation mode, high-power radiation melts a section of the coating and is mainly passed onto a sample of igniter composition 803.

Дополнительно в узел лазерного инициирования (Фиг. 4) между градиентной линзой 801 и навеской воспламенительного состава 803 может быть установлено защитное стекло 805, защищающее градиентную линзу при резком наборе давления в момент инициирования навески воспламенительного состава. При этом покрытие 802 наносится на выходную поверхность стекла. Толщина стекла 805 и длина градиентной линзы 801 подбираются таким образом, чтобы проходящее излучение фокусировалось на выходной поверхности стекла 805, а отраженное от покрытия 802 излучение попадало обратно в волокно 7.Additionally, a protective glass 805 can be installed in the laser initiation unit (Fig. 4) between the gradient lens 801 and the igniter composition sample 803, which protects the gradient lens during a sharp increase in pressure at the moment of initiation of the igniter composition sample. In this process, coating 802 is applied to the exit surface of the glass. The thickness of the glass 805 and the length of the gradient lens 801 are selected so that the transmitted radiation is focused on the output surface of the glass 805, and the radiation reflected from the coating 802 falls back into the fiber 7.

Claims (3)

1. Способ проверки целостности оптических и электрических цепей в системах лазерного инициирования энергетических материалов, заключающийся в том, что используется один лазерный диод, одно оптическое волокно между лазерным диодом и узлом лазерного инициирования для режимов инициирования и проверки оптической цепи, и источник питания лазерного диода, имеющий в своем составе два независимых источника тока: источник малого тока и источник большого тока, получающие от контроллера управляющие команды; при этом в режиме проверки целостности лазерного диода и оптического тракта включают источник малого тока, тогда лазерный диод работает при малых токах, по сравнению с режимом инициирования, излучение малой мощности распространяется по оптическому тракту до делителя, разделяется, после чего часть излучения распространяется до отражающего покрытия в узле лазерного инициирования, отражается от указанного покрытия и по тому же оптическому тракту попадает на первый фотоприемник, а другая часть излучения после делителя поступает напрямую на второй фотоприемник, после чего сигналы, полученные с указанных фотоприемников, передаются на контроллер для проверки целостности оптических цепей в системах лазерного инициирования; в режиме проверки работоспособности самого источника питания включают источник большого тока, к которому подключают электрический эквивалент лазерного диода, при этом лазерный диод предварительно отключают, сигнал с эквивалента лазерного диода передается на контроллер для проверки целостности электрических цепей в системах лазерного инициирования.1. A method for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energetic materials, which consists in using one laser diode, one optical fiber between the laser diode and the laser initiation unit for initiation and optical circuit testing modes, and a laser diode power supply, incorporating two independent current sources: a low current source and a high current source, receiving control commands from the controller; in this case, in the mode of checking the integrity of the laser diode and the optical path, a low current source is turned on, then the laser diode operates at low currents, compared to the initiation mode, low-power radiation propagates along the optical path to the divider, is divided, after which part of the radiation propagates to the reflective coating in the laser initiation unit, is reflected from the specified coating and along the same optical path hits the first photodetector, and the other part of the radiation after the divider goes directly to the second photodetector, after which the signals received from the specified photodetectors are transmitted to the controller to check the integrity of the optical circuits in laser initiation systems; in the mode of checking the functionality of the power source itself, a high current source is turned on, to which the electrical equivalent of a laser diode is connected, while the laser diode is first turned off, the signal from the laser diode equivalent is transmitted to the controller to check the integrity of electrical circuits in laser initiation systems. 2. Способ проверки целостности оптических и электрических цепей по п. 1, отличающийся тем, что отражающее покрытие в узле лазерного инициирования выполнено в виде полупрозрачного диэлектрического покрытия или непрозрачного металлического покрытия.2. A method for checking the integrity of optical and electrical circuits according to claim 1, characterized in that the reflective coating in the laser initiation unit is made in the form of a translucent dielectric coating or an opaque metal coating. 3. Способ проверки целостности оптических и электрических цепей по п. 1, отличающийся наличием в узле лазерного инициирования стекла с отражающим покрытием, которое располагается между градиентной линзой и навеской воспламенительного состава, выполняющим роль защитного элемента для градиентной линзы при режиме инициирования, при этом размеры линзы и стекла подбираются таким образом, чтобы проходящее излучение фокусировалось на выходной поверхности стекла с отражающим покрытием.3. A method for checking the integrity of optical and electrical circuits according to claim 1, characterized by the presence in the laser initiation unit of glass with a reflective coating, which is located between the gradient lens and a sample of the igniter composition, which acts as a protective element for the gradient lens during the initiation mode, while the dimensions of the lens and the glass is selected in such a way that the transmitted radiation is focused on the output surface of the glass with a reflective coating.
RU2022105402A 2022-02-28 Method and device for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energy materials RU2807949C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807949C1 true RU2807949C1 (en) 2023-11-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204490A (en) * 1991-06-21 1993-04-20 Mcdonnell Douglas Corporation Laser diode apparatus for initiation of explosive devices
US5359192A (en) * 1992-06-10 1994-10-25 Quantic Industries Inc. Dual-wavelength low-power built-in-test for a laser-initiated ordnance system
US5413045A (en) * 1992-09-17 1995-05-09 Miszewski; Antoni Detonation system
RU2107256C1 (en) * 1997-08-27 1998-03-20 Олег Михайлович Денисов Method of initiation of charges
RU2684259C1 (en) * 2018-06-09 2019-04-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Charge initiators method and system
RU2752408C1 (en) * 2020-08-05 2021-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for initiating multi-channel laser initiation system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204490A (en) * 1991-06-21 1993-04-20 Mcdonnell Douglas Corporation Laser diode apparatus for initiation of explosive devices
US5359192A (en) * 1992-06-10 1994-10-25 Quantic Industries Inc. Dual-wavelength low-power built-in-test for a laser-initiated ordnance system
US5413045A (en) * 1992-09-17 1995-05-09 Miszewski; Antoni Detonation system
RU2107256C1 (en) * 1997-08-27 1998-03-20 Олег Михайлович Денисов Method of initiation of charges
RU2684259C1 (en) * 2018-06-09 2019-04-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Charge initiators method and system
RU2752408C1 (en) * 2020-08-05 2021-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for initiating multi-channel laser initiation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5404820A (en) No moving parts safe & arm apparatus and method with monitoring and built-in-test for optical firing of explosive systems
US5206455A (en) Laser initiated ordnance systems
US5270537A (en) Laser initiated ordance system optical fiber continuity test
US3408937A (en) Light energized explosive device
US3618526A (en) Pyrotechnic pumped laser for remote ordnance initiation system
US5359192A (en) Dual-wavelength low-power built-in-test for a laser-initiated ordnance system
US4121890A (en) Laser rangefinder tester
US5022324A (en) Piezoelectric crystal powered ignition device
US3228337A (en) Radio frequency free communication system
CA2007421A1 (en) Laser ignition of explosives
WO1993026031A9 (en) Dual-wavelength low-power built-in-test for a laser-initiated ordnance system
EP0305453A1 (en) Optic detonator coupled to a remote optic triggering means
RU2807949C1 (en) Method and device for checking the integrity of optical and electrical circuits in laser initiation systems for energy materials
IL94214A (en) Pyrotechnic priming device having a microlens set and pyrotechnic chain utilizing said device
CN104048565A (en) Laser ignition device of single fiber structure
JP4184517B2 (en) Photo pyrotechnic blasting equipment
Benterou et al. In-situ continuous detonation velocity measurements using fiber-optic Bragg grating sensors
US5191167A (en) Multi-point fiber optic igniter
CN108645281A (en) A kind of semiconductor laser incendiary source
RU2800573C1 (en) Laser input unit including general design, options for using volumetric optic components, optical connector
Barker et al. Experimental and diagnostic techniques
RU2815364C2 (en) Optical pyrotechnic initiator
WO2011015239A1 (en) Opto-pyro ignition system
Barglowski Integrated system test methods for laser initiated ordnance systems
RU206625U1 (en) LASER PYRO ENERGY SENSOR