устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам
Классы МПК: | F42C13/02 срабатывающие от воздействия светового и тп излучения |
Автор(ы): | Бондаренко А.Н., Шевкун Е.Б., Мирошников В.И., Леоненко Н.А. |
Патентообладатель(и): | Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-05-25 публикация патента:
10.09.1997 |
Изобретение относится к области народнохозяйственного использования энергии взрыва и может быть использовано в горном деле, строительстве, геофизике, взрывообработке металлов и т.д. Сущность изобретения состоит в следующем: устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам включает подрывные элементы с оптическими детонаторами 25, связанные через световоды с источником лазерного излучения, выполненным в виде импульсного твердотельного лазера 7 с активным элементом 4. Устройство снабжено юстировочным газовым лазером 1, оптической трубой 8 и коммутирующим устройством 9, состоящим из прямоугольной призмы 10 с механизмом ее вращения с заданной частотой 11, блоков контроля 13 и регулирования 12 частоты вращения прямоугольной призмы и оптических линз 18, 19. При этом юстировочный газовый лазер оптически связан с прямоугольной призмой через активный элемент твердотельного лазера, а в фокусе оптических линз размещены входные торцы световодов 20 от оптических детонаторов подрывных элементов. Такое выполнение устройства позволяет посылать импульсы от твердотельного лазера к определенным группам оптических детонаторов через заданные промежутки времени. А за счет наличия воздушного промежутка между прямоугольной призмой и оптическими линзами существенно сокращается длина световодов, чем достигается цель изобретения. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, включающее подрывные элементы с оптическими детонаторами, связанные через световоды с источником лазерного излучения, отличающееся тем, что источник лазерного излучения выполнен в виде импульсного твердотельного лазера с активным элементом, а устройство снабжено юстировочным газовым лазером, оптической трубой и коммутирующим устройством, состоящим из прямоугольной призмы с механизмом ее вращения с заданной частотой, блоков контроля и регулирования частоты вращения прямоугольной призмы и оптических линз, при этом юстировочный газовый лазер оптически связан с прямоугольной призмой через активный элемент твердотельного лазера и оптическую трубу, а в фокусе оптических линз размещены входные торцы световодов от оптических детонаторов подрывных элементов.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к народнохозяйственному использованию энергии взрыва и может быть использовано в горном деле, строительстве, геофизике, взрывообработке металлов и т.д. Известно устройство для инициирования заряда ВВ лазерным импульсом, включающее оптический квантовый генератор, световод и устройство фокусировки лазерного луча после световода на поверхность заряда ВВ /1/. Недостаток этого устройства большие потери энергии на отражение и газодинамическую разгрузку при прямом воздействии лазерного излучения на поверхность заряда. Одним из путей снижения потерь энергии является применение промежуточных оптических детонаторов. Наиболее близким по существу решаемой задачи является оптическая система подрыва взрывчатых устройств, в которой взрывчатое устройство представляет собой корпус с оптически прозрачным окном, снаряженный ВВ, на поверхность которого помещена металлическая фольга. На окно наводится лазер, который по команде переключателя посылает мощный световой импульс, формируемый на окне. Под его действием фольга испаряется, возникающая при этом ударная волна инициирует ВВ в корпусе. При помощи устройств волоконной оптики можно одним лазером инициировать несколько устройств аналогичной конструкции /2/. Недостатком этой системы, принятой за прототип предлагаемого устройства, является необходимость применения мощного светового импульса, требующего больших энергозатрат и прочных световодов, сложность задания замедлений между взрываемыми группами зарядов. Цель изобретения взрывание групп оптических детонаторов в заданной последовательности при минимальной длине световодов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для передачи лазерных импульсов к оптическим детонатором, включающем подрывные элементы с оптическими детонаторами, связанные через световоды с источником лазерного излучения, согласно изобретению источник лазерного излучения выполнен в виде импульсного твердотельного лазера с активным элементом, а устройство снабжено юстировочным газовым лазером, оптической трубой и коммутирующим устройством, состоящим из прямоугольной призмы с механизмом ее вращения с заданной частотой, блоков контроля и регулирования частоты вращения прямоугольной призмы и оптических линз, при этом юстировочный газовый лазер оптически связан с прямоугольной призмой через активный элемент твердотельного лазера, а в фокусе оптических линз размещены входные торцы световодов от оптических детонаторов подрывных элементов. Изменением частоты вращения прямоугольной призмы можно регулировать интервал замедления между взрыванием отдельных групп оптических детонаторов, а наличие зазора между призмой и световодами позволяет существенно уменьшить длину последних за счет передачи лазерного импульса по воздуху и тем самым достичь поставленной цели. Сопоставительным анализом с прототипом установлено отличие предлагаемого устройства, заключающееся в наличии прямоугольной призмы с регулируемой частотой ее вращения, синхронизации с нею частоты импульсов лазера и наличии юстировочного газового лазера для точной наводки твердотельного лазера на оптические линзы. Таким образом, предлагаемое устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие данное изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия". Устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам схематично представлено на чертеже. Устройство включает юстировочный газовый лазер 1, который через диафрагму 2, плотное зеркало 3, активный элемент 4 и выходное зеркало 5 источника лазерного излучения 6, выполненного в виде твердотельного лазера 7, и оптическую трубу 8 оптически связан с коммутирующим устройством 9, состоящим из прямоугольной призмы 10, установленной на валу механизма вращения 11, блока регулирования частоты вращения 12 прямоугольной призмы 10, выполненного в виде регулируемого по напряжению генератора синусоидальных сигналов, блока контроля частоты вращения 13 прямоугольной призмы 10, к которому напрямую подключен фотоприемник 14, через кнопку 15 соединенный с блоком управления и накачки 16 импульсной лампы накачки 17, и оптических линз 18 и 19. В фокусе последних размещены входные торцы групп световодов 20,21 и 22,23, а выходные торцы этих световодов введены в оптические детонаторы подрывных элементов 24,25 и 26,27. В качестве юстировочного газового лазера 1 может использоваться He+Ne - лазер, например, ЛГ-79-1, диафрагма 2 имеет отверстие по размеру луча юстировочного газового лазера 1, в качестве плотного зеркала 3 можно применить диэлектрическое многослойное зеркало с максимальным коэффициентом отражения для длины волны излучения активного элемента 4 и минимальным коэффициентом отражения для длины волны юстировочного газового лазера 1. Активный элемент 4 это иттрий-алюминиевый гранат, зеркало, активированное неодимом, или рубин. В конце выходного зеркала 5 можно использовать стеклянную или кварцевую плоско-параллельную пластину, для оптической трубы 8, служащей для уменьшения расходимости лучей лазеров 1 и 7 и наведения излучения этих лазеров на фотоприемник 14 и оптические линзы 18,19, вполне подходят оптические трубы от лазерного визира ЛВ-5, от рубинового лазера ЛГМ-20 или аналогичные им. Прямоугольная призма 10 обычная стеклянная призма с покрытой серебром диагональной гранью, размером, например, 20![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089022/8776.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089024/945.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089024/945.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
![устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам, патент № 2089843](/images/patents/383/2089002/183.gif)
Класс F42C13/02 срабатывающие от воздействия светового и тп излучения