Портативный лазерный излучатель с пиротехнической накачкой

 

Изобретение относится к лазерньм излучателям и может быть использовано для подавления оптико-электронных средств. Портативный лазерный излучатель содержит корпус, имеющий отверстия выброса конечных продуктов реакции горения. Корпус содержит также внутреннюю профилированную полость с конфузорной частью, повышающей давление в области протекания реакции горения, и диффузорной частью, понижающей давление конечных продуктов реакции горения. В корпусе содержится также средство инициирования, выполненное в виде пьезоэлектрического преобразователя и коаксиального пиротехнического патрона, наполненного малогазовой пиротехнической смесью, и активный элемент лазера. Указанный элемент выполнен в виде легированного неодимом стеклянного волокна, сопряженного с оптической линзой и накачиваемого оптическим излучением пиротехнического патрона. Технический результат изобретения состоит в повышении ресурса, портативности, надежности хранения и применения источника лазерного излучения, повышении эффективности теплообмена в осветителе. 1 ил.

Изобретение относится к лазерным излучателям и может быть использовано для подавления оптико-электронных средств (ОЭС).

Известны несколько разновидностей источников оптического излучения, применяемых для подавления ОЭС, в том числе взрывные, пиротехнические, лазерные. Примером взрывного источника может служить боеприпас подавления ОЭС [1,2] . В корпусе этого боеприпаса установлены средства инициирования, заряд ВВ, снаряжение в виде капсулы со светообразующим составом. В качестве светообразующего состава используется инертный газ с большой атомной массой, который под действием образованной при взрыве ВВ ударной волны разогревается до высокой температуры и становится источником излучения, близкого к излучению абсолютно черного тела. Хотя этот источник обладает большой мощностью излучения, у него есть существенные недостатки: одноразовый характер устройства; трудности обеспечения герметичности газонаполненной капсулы; невозможность скрытного использования; малая направленность излучения.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому портативному лазерному излучателю является лазерная винтовка с накачкой от горения высококалорийной и высокотемпературной пиротехнической смеси Zr-43%+KClO₄-57%, располагаемой в стандартном холостом патроне [3]. Светящиеся газы горящей пиротехнической смеси попадают в цилиндрическую камеру с отражающей внутренней стенкой, которая обеспечивает концентрацию свечения в активной среде, генерирующей выводимый через выходную линзовую систему лазерный импульс. Отработанные газы выводятся наружу через глушитель. Частично энергия отработанных газов через обратный канал используется в механизме перезаряжания, а также для привода очистной пластины, которая при возвратно-поступательном проходе производит очистку от нагара активного элемента лазера и внутренней стенки его камеры.

Недостатками данного решения являются значительные габаритно-массовые характеристики; наличие оптического резонатора, чувствительного к перегрузкам; выброс продуктов горения в отражатель, приводящий при многократном использовании к утере отражающих свойств последнего.

Задачей заявляемого изобретения является получение многоразового, портативного, надежного в хранении и применении источника лазерного излучения.

Для решения этой задачи предложен источник оптического излучения, использующий конструкцию лазера с накачкой коаксиальным пиротехническим патроном активированного ионами Nd³⁺ стеклянного волокна, установленного в корпусе, имеющем вид авторучки.

Отличительные признаки предлагаемого изобретения состоят в том, что: а) в корпусе, снабженном отверстиями для выброса конечных продуктов реакции горения, расположен активный элемент лазера и профилированная полость с диффузорной и конфузорной частью, позволяющая поднять давление и температуру в зоне горения и охладить продукты реакции до температуры их конденсации, а также понизить давление на выхлопе до атмосферного; б) в качестве источника накачки используется коаксиальный пиропатрон, наполненный малогазовой пиротехнической смесью с применением циркония и специального окислителя; в) активный элемент выполнен в виде легированного неодимом стеклянного волокна, сопряженного с оптической линзой.

Наличие этих признаков определяет соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

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.

На чертеже представлена схема предлагаемого портативного лазерного излучателя с пиротехнической накачкой. В корпусе 8 с профилированной полостью расположены контактная кнопка 1, инициирующий пьезоэлектрический преобразователь 2, коаксиальный пиротехнический патрон 3, наполненный ПТС 4 и оснащенный нитью поджига 5, волоконно-оптический активный элемент 6, выхлопные отверстия 10, насадка с выходной оптической линзой 11.

С целью снижения требований к условиям эксплуатации активный элемент выполнен в виде легированного неодимом стеклянного волокна с линзовой фокусирующей системой. Такое исполнение повышает стойкость активного элемента к ударным нагрузкам при хранении и транспортировке.

Работа предложенного пиротехнического источника начинается с активирования горения пьезоэлектрическим преобразователем 2 посредством задействования контактной кнопки 1. Продукты горения пиропатрона 3, проходя конфузорную часть 7 полости, поднимают давление, в результате чего уменьшается диссоциация окислов и соответственно повышается температура в зоне горения. Далее продукты горения попадают в диффузор 9, их давление и температура падают. При этом большая часть продуктов переходит в твердую фазу, а оставшаяся газообразная часть служит для выноса отработанных продуктов через выхлопные отверстия 10 и охлаждения устройства. Полученное при горении пиропатрона оптическое излучение преобразуется в волоконно-активном элементе лазера, превращаясь в невидимое глазом излучение, и формируется выходной оптической линзой в направленный луч.

Литература 1. Козлов Н. П. Боеприпас подавления оптико-электронных средств. RU 2121646, 6 F 42 В 5/15 от 25.11.97г.

2. Леонов А.Ф. и др. Испытание твердотельного лазера с накачкой излучением сходящейся ударной волны. Физика горения и взрыва. 1999 г. Т.35. 2. С. 114.

3. Патент США 5761235 от 2.06.98. фирма Лазер мак.

Формула изобретения

Портативный лазерный излучатель, отличающийся тем, что содержит корпус, имеющий отверстия выброса конечных продуктов реакции горения, внутреннюю профилированную полость с конфузорной, повышающей давление в области протекания реакции горения, и диффузорной, понижающей давление конечных продуктов реакции горения частями, в котором расположены средство инициирования, выполненное в виде пьезоэлектрического преобразователя и коаксиального пиротехнического патрона, наполненного малогазовой пиротехнической смесью, активный элемент лазера, выполненный в виде легированного неодимом стеклянного волокна, сопряженного с оптической линзой и накачиваемого оптическим излучением пиротехнического патрона.

РИСУНКИ

Рисунок 1