一种全向激光微推进器制造技术

本发明专利技术公开了一种全向激光微推进器，包括：壳体，侧面开设有N个推进喷口；N个半导体激光器阵列，位于壳体内，与N个推进喷口一一相对设置；含能工质带，设置于N个半导体激光器阵列与N个推进喷口之间，含能工质带涂覆含能工质的一侧面面向推进喷口；传送机构，含能工质带固定于传送机构，以通过传送机构带动调整未烧蚀的含能工质带移动到半导体激光器阵列前方；系统控制电路，与N个半导体激光器阵列和传送机构连接。本申请通过提供一种全向激光微推进器，解决了现有技术中的卫星推进器存在的多向推进的实现与推进器质量、体积和成本存在冲突的技术问题。实现了一种具有全方向推进功能，且成本低、体积质量小、冲量调节范围大的推进器。

A omnidirectional laser microthruster

The invention discloses a omnidirectional laser microthruster, including: a shell with a N propelling nozzle on the side, N semiconductor laser array, located in the shell, and N propelling nozzle one by one; an energetic material belt, set between a N semiconductor laser array and a N propelling nozzle, containing an energetic material tape The one side of the energy material is facing the propelling nozzle; the transmission mechanism, the energetic material belt is fixed to the transmission mechanism, and is moved to the front of the semiconductor laser array through the transmission mechanism, and the system control circuit is connected with the N semiconductor laser array and the transmission mechanism. By providing a omnidirectional laser microthruster, this application solves the technical problems of the existence of the multidirectional propulsion of the satellite propeller in the existing technology and the conflict between the mass, volume and cost of the propeller. A thruster with full direction propulsion function, low cost, small volume quality and large impulse adjustment range is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种全向激光微推进器
本专利技术涉及微纳卫星航天
，特别涉及一种全向激光微推进器。
技术介绍
借助日益先进的推进技术和卫星技术，具有特定功能的通信卫星、气象卫星等给人类带来了翻天覆地的变化。随着卫星功能的增多，微纳卫星技术及其组网应用技术成为了国际卫星技术研究的热点之一，应用于微纳卫星的微推进技术的需求也逐渐增强。化学推进是目前普遍采用的推进技术，主要存在总冲受携带燃料限制、冲量调节范围小、推力精度较差、应用于微纳卫星上成本高等缺点。电推进技术可以部分克服上述缺点，例如霍尔推进、离子推进等都具有携带方便、质量较轻等优点并正在走向成熟。截止目前为止，应用于微纳卫星的推进技术，不管是化学推进技术还是电推进技术都受到了一定的限制：一方面受微纳卫星质量、空间、功率、推力要求范围等限制，另一方面受推进技术水平限制，例如单台推进器仅能实现单个方向的推进，若增加推进器的数量以实现多向推进则代价为微纳卫星的有效载荷质量、空间等被大幅压缩，成本急剧提高，甚至与有效载荷质量、卫星体积等因素冲突导致无法应用。也就是说，现有技术中的卫星推进器存在多向推进的实现与推进器的现有水平以及推进器质量、体积和成本存在冲突的技术问题。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种全向激光微推进器，解决了现有技术中的卫星推进器存在的多向推进的实现与推进器质量、体积和成本存在冲突的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了如下技术方案：一种全向激光微推进器，包括：壳体，所述壳体侧面开设有N个推进喷口，N为大于2的正整数；N个半导体激光器阵列，所述N个半导体激光器阵列位于所述壳体内，与所述N个推进喷口一一相对设置；含能工质带，设置于所述N个半导体激光器阵列与所述N个推进喷口之间，所述含能工质带涂覆含能工质的一侧面向所述推进喷口，其中，当所述半导体激光器阵列开启时，激光烧蚀所述含能工质带后的产物从所述推进喷口喷出以产生反推力；传送机构，所述含能工质带固定于所述传送机构，以通过所述传送机构带动调整未烧蚀的所述含能工质带移动到所述半导体激光器阵列前方的焦点上；系统控制电路，所述系统控制电路与所述N个半导体激光器阵列的电路连接，以控制所述N个半导体激光器阵列的开启和关闭，实现一个方向或一个合方向的推力；所述系统控制电路与所述传送机构连接，以控制所述传送机构运行。可选的，所述推进器还包括：N个微光路系统，所述N个微光路系统一一对应的覆盖于所述N个半导体激光器阵列表面，以聚焦激光快轴和慢轴的发散角度，形成激光焦点。可选的，所述推进器还包括：N个半导体激光器电路，所述N个半导体激光器电路与所述N个半导体激光器阵列一一对应连接，所述N个半导体激光器电路与所述系统控制电路连接，以接收所述系统控制电路的控制指令，并基于所述控制指令控制连接的所述半导体激光器阵列。可选的，所述半导体激光器阵列包括多个紧密排列的半导体激光器；所述半导体激光器阵列以脉冲形式工作，工作频率在200Hz-5000Hz。可选的，所述含能工质带的基底为高烧蚀阈值的透明薄膜基底，所述含能工质带的厚度为50μm-150μm；所述含能工质带的宽度为9mm-15mm。可选的，所述含能工质带的厚度与所述推进器所需的推力大小相关；所述含能工质带的宽度与所述半导体激光器阵列的宽度相关。可选的，所述推进器还包括：N组激光器支撑挡板，所述N组激光器支撑挡板一一对应支撑所述N个半导体激光器阵列；所述激光器支撑挡板的外边缘与所述半导体激光器的激光焦点位于同一平面；所述含能工质带与所述N组激光器支撑挡板的所述外边缘相贴，以使所述激光焦点位于所述含能工质带上。可选的，所述推进器还包括：电接口，所述电接口与所述系统控制电路连接，所述系统控制电路通过所述电接口接收卫星指令。可选的，N等于4，所述N个推进喷口的中心点均位于同一平面，所述平面与所述壳体的下表面平行。可选的，所述推进器还包括：所述传送机构的数量为N组，N组所述传送机构与所述N个半导体激光器阵列一一对应；或者，所述传送机构的数量为1组。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例提供的全向激光微推进器，通过在壳体上设置多个推进喷口，并在壳体内与推进喷口对应位置设置半导体激光器阵列和含能工质带来实现激光烧蚀产物喷出产生反推力，由于采用体积小、质量轻、功率小，光电转换效率高半导体激光阵列作为激光源能在实现多向推进的同时，减小推进器体积和质量，并通过设置系统控制电路来控制传送机构带动含能工质带移动，来实现持续的稳定推进，还通过系统控制电路来控制半导体激光阵列的开启以精确控制推进器的推动方向和推动力。提供了一种具有全方向推进功能，且成本低、体积质量小的推进器。进一步，本申请实施例提供的全向激光微推进器，通过系统控制电路不仅能控制每个半导体激光器阵列的开启和关闭，还能选择控制所述半导体激光器阵列中每个半导体激光器的开启和关闭，还能控制所述半导体激光器阵列中每个半导体激光器的功率大小，从而实现了极大的冲量调节范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例中全向激光微推进器的结构图一；图2为本申请实施例中壳体的结构图；图3为本申请实施例中全向激光微推进器的结构图二。具体实施方式本申请实施例通过提供一种全向激光微推进器，解决了现有技术中的卫星推进器存在的多向推进的实现与推进器质量、体积和成本存在冲突的技术问题。实现了一种具有全方向推进功能，且成本低、体积质量小、冲量调节范围大的推进器。为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：本实施例提供一种全向激光微推进器，包括：壳体，所述壳体侧面开设有N个推进喷口，N为大于2的正整数；N个半导体激光器阵列，所述N个半导体激光器阵列位于所述壳体内，与所述N个推进喷口一一相对设置；含能工质带，设置于所述N个半导体激光器阵列与所述N个推进喷口之间，所述含能工质带涂覆含能工质的一侧面向所述推进喷口，其中，当所述半导体激光器阵列开启时，激光烧蚀所述含能工质带后的产物从所述推进喷口喷出以产生反推力；传送机构，所述含能工质带固定于所述传送机构，以通过所述传送机构带动调整未烧蚀的所述含能工质带移动到所述半导体激光器阵列前方的焦点上；系统控制电路，所述系统控制电路与所述N个半导体激光器阵列电路连接，以控制所述N个半导体激光器阵列的开启和关闭，实现一个方向或一个合方向的推力；所述系统控制电路与所述传送机构连接，以控制所述传送机构运行。本申请实施例提供的全向激光微推进器，通过在壳体上设置多个推进喷口，并在壳体内与推进喷口对应位置设置半导体激光器阵列和含能工质带来实现激光烧蚀产物喷出产生反推力，由于采用体积小、质量轻、功率小，光电转换效率高半导体激光阵列作为激光源能在实现多向推进的同时，减小推进器体积和质量，并通过设置系统控制电路来控制传送机构带动含能工质带移动，来实现持续的稳定推进，还通过系统控制电路来控制半导体激光阵列的开启以精确控制推进器的推动方向和推动力。提供了一种具有全方向推进功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全向激光微推进器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体侧面开设有N个推进喷口，N为大于2的正整数；N个半导体激光器阵列，所述N个半导体激光器阵列位于所述壳体内，与所述N个推进喷口一一相对设置；含能工质带，设置于所述N个半导体激光器阵列与所述N个推进喷口之间，所述含能工质带涂覆含能工质的一侧面向所述推进喷口，其中，当所述半导体激光器阵列开启时，激光烧蚀所述含能工质带后的产物从所述推进喷口喷出以产生反推力；传送机构，所述含能工质带固定于所述传送机构，以通过所述传送机构带动调整未烧蚀的所述含能工质带移动到所述半导体激光器阵列前方的焦点上；系统控制电路，所述系统控制电路与所述N个半导体激光器阵列的电路连接，以控制所述N个半导体激光器阵列的开启和关闭，实现一个方向或一个合方向的推力；所述系统控制电路与所述传送机构连接，以控制所述传送机构运行。

【技术特征摘要】
2017.12.18 CN 20171136535991.一种全向激光微推进器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体侧面开设有N个推进喷口，N为大于2的正整数；N个半导体激光器阵列，所述N个半导体激光器阵列位于所述壳体内，与所述N个推进喷口一一相对设置；含能工质带，设置于所述N个半导体激光器阵列与所述N个推进喷口之间，所述含能工质带涂覆含能工质的一侧面向所述推进喷口，其中，当所述半导体激光器阵列开启时，激光烧蚀所述含能工质带后的产物从所述推进喷口喷出以产生反推力；传送机构，所述含能工质带固定于所述传送机构，以通过所述传送机构带动调整未烧蚀的所述含能工质带移动到所述半导体激光器阵列前方的焦点上；系统控制电路，所述系统控制电路与所述N个半导体激光器阵列的电路连接，以控制所述N个半导体激光器阵列的开启和关闭，实现一个方向或一个合方向的推力；所述系统控制电路与所述传送机构连接，以控制所述传送机构运行。2.如权利要求1所述的推进器，其特征在于，还包括：N个微光路系统，所述N个微光路系统一一对应的覆盖于所述N个半导体激光器阵列表面，以聚焦激光快轴和慢轴的发散角度，形成激光焦点。3.如权利要求1所述的推进器，其特征在于，还包括：N个半导体激光器电路，所述N个半导体激光器电路与所述N个半导体激光器阵列一一对应连接，所述N个半导体激光器电路与所述系统控制电路连接，以接收所述系统控制电路的控制指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11