Способ накачки фотодиссоционного квантового генератора и фотодиссоционный квантовый генератор

Изобретение относится к области квантовой физики и может быть использовано при создании лазерных систем для формирования импульса электромагнитного излучения. Способ накачки фотодиссоционного квантового генератора основан на одновременном поджиге по кольцевому замкнутому контуру заряда ВВ в форме усеченного конуса со стороны его большего торца. Генератор для реализации способа содержит рабочую камеру с основным зарядом ВВ в форме полого усеченного конуса и дополнительный заряд ВВ в виде воронки. Дополнительный заряд смонтирован с возможностью детонационного воздействия своим основанием на поверхность большего торца основного заряда ВВ. Поджиг дополнительного заряда ВВ осуществляется с помощью приемника дистанционного управления. Приемник размещен в области вершины дополнительного заряда ВВ. Технический результат заключается в повышении плотности формируемого импульса электромагнитного излучения и упрощении конструкции генератора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области квантовой физики и может быть использовано при создании лазерных систем для формирования импульса электромагнитного излучения.

Известен способ накачки фотодиссоционных квантовых генераторов, основанный на создании ударных волн путем синхронного поджига парных зарядов взрывчатого вещества (ВВ) в виде стержней, установленных в рабочей камере генератора.

Генераторы для реализации способа содержат рабочую камеру с выходными окнами, переотражатель, парные заряды ВВ и устройства поджига зарядов, см. B.C.Зуев, Фотодиссоционный лазер с накачкой ударной и тепловой волнами, Академия наук СССР, ФИАН, ПРЕПРИНТ 161, 1990, стр.58, 61.

Известен способ накачки фотодиссоционного квантового генератора, основанный на создании ударных волн путем синхронного поджига наклонно расположенных парных зарядов ВВ в виде стержней.

Генератор для реализации способа содержит рабочую камеру в виде усеченного конуса, по внутренним образующим которого установленны заряды ВВ, см. патент РФ(по заявке №2003111841/28 от 23.04.03 г., решение о выдаче патента от 23.06.04 г.), МПК Н 01 S 3/03, 3/0937.

Недостатками приведенных технических решений являются сложность системы управления и пониженная плотность мощности формируемого импульса электромагнитного излучения.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является способ накачки фотодиссоционного квантового генератора, основанный на поджиге размещенного в рабочей камере генератора заряда ВВ в виде полого усеченного конуса со стороны его большего торца.

Фотодиссоционный квантовый генератор для реализации способа содержит рабочую камеру для размещения основного заряда ВВ в виде полого усеченного конуса с приемником дистанционного управления для его поджига, см. патент РФ (по заявке №2003113792/28 от 14.05.03 г., решение о выдаче патента от 28.05.04 г.), МПК H 01 S 3/03, 3/0937.

Существенным недостатком данного технического решения является сложность конструктивного исполнения (обусловленная наличием большого количества приемников дистанционного управления), а также пониженная плотность мощности формируемого светового излучения (т.к. поджиг заряда ВВ по большему торцу усеченного конуса происходит не одновременно, то формируемый фронт ударной волны в сечении поперечном оси конуса будет иметь "волнистый" характер, что ведет к увеличению длительности светового импульса, а, следовательно, и к уменьшению плотности мощности).

Использование предлагаемого решения позволяет получить технический результат, заключающийся в повышении плотности мощности формируемого электромагнитного импульса и упрощении конструкции устройства для его реализации (фотодиссоционного квантового генератора).

В соответствии с предлагаемым техническим решением вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе накачки фотодиссоционного квантового генератора, основанным на поджиге размещенного в рабочей камере генератора заряда взрывчатого вещества (ВВ) в виде полого усеченного конуса со стороны его большего торца, поджиг ВВ осуществляют одновременно по замкнутому кольцевому контуру на поверхности большего торца ВВ в виде полого усеченного конуса.

Фотодиссоционный квантовый генератор содержит рабочую камеру для размещения основного заряда ВВ в виде полого усеченного конуса с приемником дистанционного управления для его поджига, при этом он снабжен дополнительным зарядом ВВ воронкообразной формы, причем последний смонтирован соосно основному заряду ВВ с возможностью детонационного воздействия своим основанием на поверхность большего торца основного заряда ВВ, а приемник дистанционного управления размещен в области вершины дополнительного заряда ВВ.

Кроме того, генератор дополнительно содержит тонкостенный цилиндр из ВВ, размещенный между большим торцом основного заряда ВВ и основанием дополнительного заряда ВВ.

Кроме того, скорость горения ВВ тонкостенного цилиндра и дополнительного заряда меньше скорости горения ВВ основного заряда.

На чертеже графических материалов показан фотодиссоционный квантовый генератор для реализации предлагаемого способа его накачки.

Генератор содержит корпус 1, образующий рабочую камеру генератора, в которой размещен основной заряд ВВ в виде полого усеченного конуса 2 и дополнительный заряд ВВ в виде тонкостенной воронки 3, смонтированной соосно конусу 2 с возможностью детонационного воздействия своим основанием через тонкостенный цилиндр 4 из ВВ на торцевую поверхность большего торца основного заряда ВВ (конуса 2). Для поджига основного заряда ВВ (через конус 3 и цилиндр 4) предусмотрен приемник дистанционного управления 5, установленный в области вершины воронки 3. Для выхода светового излучения в корпусе 1 генератора предусмотрено выходное окно 6. Рабочая среда (в газообразной фазе) может быть размещена как непосредственно в рабочей камере генератора, так и в капсуле 7, жестко скрепленной с корпусом 1 в области окна 6 и имеющей переотражающий элемент 8, расположенный напротив окна 6 (для увеличения плотности мощности излучения, путем сложения противоположно направленных импульсов). Для исключения воздействия ударных волн дополнительного заряда ВВ в виде воронки 3 и ВВ цилиндра 4 на ударную волну основного заряда ВВ в виде усеченного конуса 2, скорость горения ВВ первых двух V₁ выбирают меньше скорости горения -V₂ ВВ последнего.

Способ накачки фотодиссоционного генератора, осуществляется следующим образом.

На приемник дистанционного управления 5 через окно 9 подается управляющий сигнал I_упр. для поджига ВВ воронки 3. При этом область горения ВВ кольцевым фронтом, ортогональным оптической оси генератора, через цилиндр 4 одновременно достигает поверхности большего торца основного заряда ВВ в виде усеченного конуса 2, осуществляя его поджиг. При воспламенении основного заряда ВВ формируется ударная волна с сужающимся от периферии к центру круговым передним фронтом, который одновременно со всех сторон достигает рабочей среды, осуществляя ее сжатие, чем достигается формирование двух противоположно направленных световых импульсов светового излучения.

Сформированные импульсы суммируются с помощью переотражателя 7 и через окно 6 подаются в нужном направлении (I_вых.).

Из вышеприведенного следует, что предложенное техническое решение имеет преимущества по сравнению с известным, а именно - упрощается конструкция (за счет использования всего лишь одного приемника дистанционного управления) и увеличивается плотность мощности формируемого импульса светового излучения (т.к. передний фронт сформированной ударной волны имеет строго кольцеобразную форму, а не волнообразную, как в известном техническом решении, что уменьшает длительность импульса электромагнитного излучения).

Следовательно, использование предлагаемой схемы накачки фотодиссоционного генератора дает положительный технический результат, заключающийся в упрощении конструкции изделия и увеличении плотности мощности формируемого светового импульса.

1. Способ накачки фотодиссоционного квантового генератора, выполненного по п.2, основанный на поджиге размещенного в рабочей камере генератора основного заряда взрывчатого вещества (ВВ) в виде полого усеченного конуса со стороны его большего торца, отличающийся тем, что поджиг основного заряда ВВ осуществляют одновременно по замкнутому кольцевому контуру на поверхности большего торца основного заряда ВВ в виде полого усеченного конуса через дополнительный заряд ВВ воронкообразной формы.

2. Фотодиссоционный квантовый генератор, содержащий рабочую камеру для размещения основного заряда ВВ в виде полого усеченного конуса с приемником дистанционного управления для его поджига, отличающийся тем, что он содержит дополнительный заряд ВВ воронкообразной формы, при этом последний смонтирован в рабочей камере соосно основному заряду ВВ с возможностью детонационного воздействия своим основанием на поверхность большего торца основного заряда ВВ, а приемник дистанционного управления размещен в области вершины дополнительного заряда ВВ.

3. Генератор по п.2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тонкостенный цилиндр из ВВ, размещенный между большим торцом основного заряда ВВ и основанием дополнительного заряда ВВ.

4. Генератор по п.2 или 3, отличающийся тем, что скорость горения ВВ тонкостенного цилиндра и дополнительного заряда меньше скорости горения ВВ основного заряда.