【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高能激光，具体涉及一种长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统。
技术介绍
1、3～5μm波段的中红外激光，在国防、医疗、激光加工、大气研究、激光通信等军用和民用领域应用广泛，成为科研工作者关注的重点方向之一。尤其是长时间稳定运行的高平均功率激光器，在科学研究、光电对抗等领域具有广阔的应用前景。
2、氟化氘化学激光器是一种运行在真空环境下，输出光谱覆盖3.6～4.0μm的中红外激光器，具有较高的技术成熟度。基于以往的理论研究与工程经验，氟化氘激光器具备大功率、长时间运行的技术潜力，且具有热管理难度相对较低的技术优势。但尾气排放带来体积、重量偏大问题，成为制约工程应用的重要因素。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，能够实现光谱覆盖3.6～4.0μm，激光功率为百瓦量级的小时级稳定输出。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，包括激光模块、尾气排放模块；其中激光模块包括燃烧驱动式氟化氘激光器、冷却水循环组件，燃烧驱动式氟化氘激光器激射后的气体介质进入尾气排放模块，经过增压、降温后抽排出去；冷却水循环组件的冷媒流经尾气排放模块、燃烧驱动式氟化氘激光器的增益发生器组件后流回，实现热交换。
4、进一步地，所述燃烧驱动式氟化氘激光器包括燃料供给组件、增益发生器组件及谐振腔组件；
5、燃料供给组件高压存储预混燃料气体，将所述燃料气体
6、进一步地，所述增益发生器组件包括点火装置、喷注器、燃烧室、喷管列阵及试验段；
7、所述喷注器一端与燃料运输管道机械连接，另一端与燃烧室密封连接，燃烧室、喷管列阵和试验段顺次机械连接；燃烧室壁面上设有通道，用于装配点火装置；喷注器、燃烧室、喷管列阵、试验段处分别布置多个温度和压力测点，用于监测激光器运行状态。
8、进一步地，所述谐振腔组件包括球面反射镜、输出镜、光学调整架及固定支撑杆；
9、球面反射镜镀有中红外波段高反射率光学薄膜，输出镜镀有中红外波段预设透过率的光学薄膜；所述球面反射镜和输出镜固定在光学调整架上，并通过固定支撑杆形成笼式悬挂式光腔结构。
10、进一步地，所述尾气排放模块包括压力恢复组件、干式螺杆真空泵、真空波纹管及隔振底座；
11、所述压力恢复组件与干式螺杆真空泵通过真空波纹管连接，所述干式螺杆真空泵下方装有隔振底座，用于隔离振动。
12、进一步地，所述压力恢复组件包括扩压器、冷却器，扩压器和冷却器基于3d打印成型，所述扩压器壁面内密布冷却水流道，所述冷却器为多段式微通道换热器。
13、有益效果：
14、1、本专利技术基于氟化氘化学激光器，提供了一种长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，采用集成框架结构，实现光谱覆盖3.6～4.0μm，激光功率为百瓦量级的小时级稳定输出，可填补高功率长时间中红外激光在光电对抗、科研应用、前沿技术探索领域的空白。一方面本专利技术通过冷却水循环组件，对燃烧驱动式氟化氘激光器的增益发生器组件进行降温，热冲击小，严格控制了激光器高温尾气流道的热变形量，保证长时间运行时结构稳定性，另一方面利用尾气排放模块优化尾气热力学参数，提高电驱动排气系统适配性，同时实现了化学激光尾气的实时抽排，解除了尾气排放系统规模对出光时长的限制。
15、2、本专利技术谐振腔组件与增益发生器组件之间使用硅胶板进行软连接，具有隔绝真空、隔绝振动的作用。
16、3、针对高速电机、旋转机械带来的严重振动，本专利技术通过设置真空波纹管、隔振底座即沿尾气通道和安装平台两条振动传播路径进行隔振设计，有效消除了机械振动对化学激光器光学系统稳定性的影响，保证了长时间出光过程的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，包括激光模块、尾气排放模块；其中激光模块包括燃烧驱动式氟化氘激光器、冷却水循环组件，燃烧驱动式氟化氘激光器激射后的气体介质进入尾气排放模块，经过增压、降温后抽排出去；冷却水循环组件的冷媒流经尾气排放模块、燃烧驱动式氟化氘激光器的增益发生器组件后流回，实现热交换。
2.如权利要求1所述的长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，所述燃烧驱动式氟化氘激光器包括燃料供给组件、增益发生器组件及谐振腔组件；
3.如权利要求2所述的长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，所述增益发生器组件包括点火装置、喷注器、燃烧室、喷管列阵及试验段；
4.如权利要求2所述的长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，所述谐振腔组件包括球面反射镜、输出镜、光学调整架及固定支撑杆；
5.如权利要求1-4任一项所述的长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，所述尾气排放模块包括压力恢复组件、干式螺杆真空泵、真空波纹管及隔振底座；
6.如权利要求5所述的长时间稳定运
...【技术特征摘要】
1.一种长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，包括激光模块、尾气排放模块；其中激光模块包括燃烧驱动式氟化氘激光器、冷却水循环组件，燃烧驱动式氟化氘激光器激射后的气体介质进入尾气排放模块，经过增压、降温后抽排出去；冷却水循环组件的冷媒流经尾气排放模块、燃烧驱动式氟化氘激光器的增益发生器组件后流回，实现热交换。
2.如权利要求1所述的长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，所述燃烧驱动式氟化氘激光器包括燃料供给组件、增益发生器组件及谐振腔组件；
3.如权利要求2所述的长时间稳定运行的百瓦级中红外激光系统，其特征在于，所述增益发生器组件...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，刘盛田，刘倡，王润青，王禹苏，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：
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