可控延时激光点火装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可控延时激光点火装置，涉及激光点火领域，包括：激光驱动电路、点火激光器、监测激光器、机械光闸、光开关、光纤耦合器、分束器、2×2多模光纤耦合器、延时光开关、光电传感器、信号处理模块、控制系统、激光火工品、激光能量计模块。本发明专利技术采用一台点火激光器，通过分束器实现多路点火，有利于降低装置体积和成本；以及每一点火回路设置可控延时光开关，可实现多路可控延时点火；同时点火光路上设置机械光安保，在非解保状态下通过机械光闸隔断光路，增强了装置的安全性；本发明专利技术具备光路监测功能，能够实现各个点火回路的光路连续性的实时监测。

Controlled delay laser ignition device

The invention discloses a controllable delay laser ignition device, which involves laser ignition, including laser driving circuit, ignition laser, monitoring laser, mechanical sluice, optical switch, optical fiber coupler, beam splitter, 2 x 2 multi mode fiber coupler, delay light switch, photoelectric sensor, signal processing module and control. System, laser initiating device and laser energy meter module. The invention uses an ignition laser to achieve multiple ignition by a beam splitter, which is beneficial to reduce the volume and cost of the device; and each ignition circuit can be controlled by a controlled delay time switch, and can realize multiple controlled delay ignition. At the same time, a mechanical light security is set in the light path of the ignition and the light is cut off through a mechanical sluice in a non solvable state. The invention enhances the safety of the device, and has the function of optical path monitoring, and can realize the real-time monitoring of the continuity of the optical path of each ignition circuit.

【技术实现步骤摘要】
可控延时激光点火装置
本专利技术涉及激光点火
，具体涉及一种带机械光安保的多路可控延时激光点火装置。
技术介绍
激光点火技术对以光能作为发火刺激，对电磁环境干扰具备本质免疫作用。激光火工品可克服传统电火工品在静电、射频、电磁脉冲、闪电等电磁环境干扰下存在的意外发火安全风险。同时激光点火技术采用光纤进行能量传输，更利于系统的灵活布线，且更易实现分布式发火。因此，激光点火技术的研究已经越来越受到关注和重视，各种类型的激光点火装置在国外已经应用于航空航天、导弹等领域。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种安全性高的可控延时激光点火装置。考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种可控延时激光点火装置，包括激光驱动电路、点火激光器、监测激光器、机械光闸、光开关、第一光纤耦合器、分束器、延时光开关、第二光纤耦合器、光电传感器、信号处理模块和控制系统；所述激光驱动电路为所述点火激光器和所述监测激光器提供驱动电源；所述点火激光器和所述监测激光器的输出光路上分别设置机械光闸和光开关；经所述点火激光器和所述监测激光器输出的两路激光通过第一光纤耦合器耦合至同一根传导光纤；所述传导光纤再由分束器分束，分束后的每一路光纤分别串联一组延时光开关和第二光纤耦合器，之后的各路激光束再作用于激光火工品；所述光电传感器通过所述第二光纤耦合器采集监测激光信号并经信号处理模块传递至所述控制系统；所述控制系统用于对包括所述点火激光器、监测激光器、机械光闸、光开关和延时光开关的控制。为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：根据本专利技术的一个实施方案，还包括激光能量计模块，所述激光能量计模块通过所述第二光纤耦合器采集点火激光能量监测信号，用于监测并显示各路点火激光能量。根据本专利技术的另一个实施方案，所述第二光纤耦合器为多模光纤耦合器。根据本专利技术的另一个实施方案，所述多模光纤耦合器为2×2多模光纤耦合器。根据本专利技术的另一个实施方案，所述2×2多模光纤耦合器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口和第二端口为激光入射端，所述第三端口和第四端口为激光出射端，所述第三端口上镀制激光分色薄膜。根据本专利技术的另一个实施方案，所述激光分色薄膜的反射率≥90％，对点火激光的透射率≥90％。根据本专利技术的另一个实施方案，所述第三端口和第四端口能量输出比为95:5。本专利技术还可以是：根据本专利技术的另一个实施方案，所述控制系统在未接收到解保指令的情况下，使所述机械光闸隔断点火光路，光开关隔断监测光路，光路系统与激光火工品隔离。根据本专利技术的另一个实施方案，所述控制系统在收到上位机的监测指令的情况下，所述控制系统发出指令使所述光开关闭合，以及控制系统设置延时光开关零延时，并使激光驱动电路给监测激光器供电，所述监测激光器发射监测激光。根据本专利技术的另一个实施方案，所述控制系统在接收到上位机点火指令的情况下，所述控制系统根据延时指令分别设置各路延时光开关的延时时间，以及控制系统控制并驱动机械光闸解保，点火光路联通。与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是：本专利技术的一种可控延时激光点火装置，能够实现各个点火回路的光路连续性的实时监测，可在发火前确定光路的通断状态，并可进行及时维修；同时本装置点火光路设置机械光安保，在非解保状态下通过机械光闸隔断光路，增强了装置的安全性；并且仅采用一台点火激光器，通过分束器实现多路激光火工品发火，有利于降低装置体积和成本，并增强装置不同点火回路的稳定性；同时每一点火回路设置可控延时光开关，可实现多路可控延时点火。附图说明为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。图1示出了根据本专利技术一个实施例的结构示意图。图2示出了根据本专利技术另一个实施例的结构示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－激光驱动电路，2－点火激光器，3－监测激光器，4－机械光闸，5－光开关，6－第一光纤耦合器，7－分束器，8－延时光开关，9－第二光纤耦合器，91－第一端口，92－第二端口，93－第三端口，94－第四端口，10－光电传感器，11－信号处理模块，12－控制系统，13－激光火工品，14－激光能量计模块，15－激光分色薄膜。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。一种激光点火装置，其具有光路监测和点火两大主要功能，同时点火光路设置机械光安保，增强了装置的安全性，并且仅采用单一激光器实现多路激光火工品，有利于降低装置体积和成本，同时每一点火回路设置可控延时光开关，可实现多路可控延时点火。系统的具体结构如下：结合图1和图2所示，一种可控延时激光点火装置，包括激光驱动电路1、点火激光器2、监测激光器3、机械光闸4、光开关5、第一光纤耦合器6、分束器7、延时光开关8、第二光纤耦合器9、光电传感器10、信号处理模块11和控制系统12。所述激光驱动电路1为所述点火激光器2和所述监测激光器3提供驱动电源；所述点火激光器2和所述监测激光器3的输出光路上分别设置机械光闸4和光开关5；经所述点火激光器2和所述监测激光器3输出的两路激光通过第一光纤耦合器6耦合至同一根传导光纤；所述传导光纤再由分束器7分束，分束后的每一路光纤分别串联一组延时光开关8和第二光纤耦合器9，之后的各路激光束再作用于激光火工品13。所述光电传感器10通过所述第二光纤耦合器9采集监测激光信号并经信号处理模块11传递至所述控制系统12；所述控制系统12用于对包括所述点火激光器2、监测激光器3、机械光闸4、光开关5和延时光开关8的控制。本专利技术还可包括激光能量计模块14，所述激光能量计模块14通过所述第二光纤耦合器9采集点火激光能量监测信号，用于监测并显示各路点火激光能量。对于控制系统12一实施例的具体方案，控制系统12作为本专利技术的逻辑中心，是装置与上位机的信息指令交互中心，也是装置动作的控制中心。控制系统12根据接收到的上位机光路监测、点火等指令，按照逻辑设定控制点火激光器2、监测激光器3、机械光闸4、光开关5、延时光开关8等功能部件的具体动作逻辑。另一实施例，激光点火装置包含的两类激光器，即点火激光器2和监测激光器3是激光点火装置最重要的功能模块。其中所述的点火激光器2用于产生激光火工品发火刺激能量，其输出波长为808-980nm，额定输出功率为点火路数*5W，激光脉宽1-50ms可调；所述的监测激光器3用于产生光路监测原始信号，其输出波长为1310nm，额定输出功率为1mW，激光脉宽为20ms。对于以上实例公开的第二光纤耦合器9，优选多模光纤耦合器，进一步的可采用2×2多模光纤耦合器。如图2所示，本实施例的2×2多模光纤耦合器是实现光路监测和点火能量监测功能的重要组成。激光束从2×2多模光纤耦合器第一端口91入射，分别从第三端口93和第四端口94出射，第三端口93和第四端口94的能量输出比为95:5。其中第三端口93上镀制激光分色薄膜15，该膜层对监测激光(波长1310nm)的反射率≥90本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控延时激光点火装置，其特征在于包括激光驱动电路(1)、点火激光器(2)、监测激光器(3)、机械光闸(4)、光开关(5)、第一光纤耦合器(6)、分束器(7)、延时光开关(8)、第二光纤耦合器(9)、光电传感器(10)、信号处理模块(11)和控制系统(12)；所述激光驱动电路(1)为所述点火激光器(2)和所述监测激光器(3)提供驱动电源；所述点火激光器(2)和所述监测激光器(3)的输出光路上分别设置机械光闸(4)和光开关(5)；经所述点火激光器(2)和所述监测激光器(3)输出的两路激光通过第一光纤耦合器(6)耦合至同一根传导光纤；所述传导光纤再由分束器(7)分束，分束后的每一路光纤分别串联一组延时光开关(8)和第二光纤耦合器(9)，之后的各路激光束再作用于激光火工品(13)；所述光电传感器(10)通过所述第二光纤耦合器(9)采集监测激光信号并经信号处理模块(11)传递至所述控制系统(12)；所述控制系统(12)用于对包括所述点火激光器(2)、监测激光器(3)、机械光闸(4)、光开关(5)和延时光开关(8)的控制。

【技术特征摘要】
1.一种可控延时激光点火装置，其特征在于包括激光驱动电路(1)、点火激光器(2)、监测激光器(3)、机械光闸(4)、光开关(5)、第一光纤耦合器(6)、分束器(7)、延时光开关(8)、第二光纤耦合器(9)、光电传感器(10)、信号处理模块(11)和控制系统(12)；所述激光驱动电路(1)为所述点火激光器(2)和所述监测激光器(3)提供驱动电源；所述点火激光器(2)和所述监测激光器(3)的输出光路上分别设置机械光闸(4)和光开关(5)；经所述点火激光器(2)和所述监测激光器(3)输出的两路激光通过第一光纤耦合器(6)耦合至同一根传导光纤；所述传导光纤再由分束器(7)分束，分束后的每一路光纤分别串联一组延时光开关(8)和第二光纤耦合器(9)，之后的各路激光束再作用于激光火工品(13)；所述光电传感器(10)通过所述第二光纤耦合器(9)采集监测激光信号并经信号处理模块(11)传递至所述控制系统(12)；所述控制系统(12)用于对包括所述点火激光器(2)、监测激光器(3)、机械光闸(4)、光开关(5)和延时光开关(8)的控制。2.根据权利要求1所述的可控延时激光点火装置，其特征在于还包括激光能量计模块(14)，所述激光能量计模块(14)通过所述第二光纤耦合器(9)采集点火激光能量监测信号，用于监测并显示各路点火激光能量。3.根据权利要求1或2所述的可控延时激光点火装置，其特征在于所述第二光纤耦合器(9)为多模光纤耦合器。4.根据权利要求3所述的可控延时激光点火装置，其特征在于所述多模光纤耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐舵，王亮，李勇，覃文志，吉祥波，高原，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51