портативный лазерный излучатель с пиротехнической накачкой

Формула изобретения

Портативный лазерный излучатель, отличающийся тем, что содержит корпус, имеющий отверстия выброса конечных продуктов реакции горения, внутреннюю профилированную полость с конфузорной, повышающей давление в области протекания реакции горения, и диффузорной, понижающей давление конечных продуктов реакции горения частями, в котором расположены средство инициирования, выполненное в виде пьезоэлектрического преобразователя и коаксиального пиротехнического патрона, наполненного малогазовой пиротехнической смесью, активный элемент лазера, выполненный в виде легированного неодимом стеклянного волокна, сопряженного с оптической линзой и накачиваемого оптическим излучением пиротехнического патрона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лазерным излучателям и может быть использовано для подавления оптико-электронных средств (ОЭС).

Известны несколько разновидностей источников оптического излучения, применяемых для подавления ОЭС, в том числе взрывные, пиротехнические, лазерные. Примером взрывного источника может служить боеприпас подавления ОЭС [1,2] . В корпусе этого боеприпаса установлены средства инициирования, заряд ВВ, снаряжение в виде капсулы со светообразующим составом. В качестве светообразующего состава используется инертный газ с большой атомной массой, который под действием образованной при взрыве ВВ ударной волны разогревается до высокой температуры и становится источником излучения, близкого к излучению абсолютно черного тела. Хотя этот источник обладает большой мощностью излучения, у него есть существенные недостатки:

одноразовый характер устройства;

трудности обеспечения герметичности газонаполненной капсулы;

невозможность скрытного использования;

малая направленность излучения.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому портативному лазерному излучателю является лазерная винтовка с накачкой от горения высококалорийной и высокотемпературной пиротехнической смеси Zr-43%+KClO₄-57%, располагаемой в стандартном холостом патроне [3]. Светящиеся газы горящей пиротехнической смеси попадают в цилиндрическую камеру с отражающей внутренней стенкой, которая обеспечивает концентрацию свечения в активной среде, генерирующей выводимый через выходную линзовую систему лазерный импульс. Отработанные газы выводятся наружу через глушитель. Частично энергия отработанных газов через обратный канал используется в механизме перезаряжания, а также для привода очистной пластины, которая при возвратно-поступательном проходе производит очистку от нагара активного элемента лазера и внутренней стенки его камеры.

Недостатками данного решения являются значительные габаритно-массовые характеристики; наличие оптического резонатора, чувствительного к перегрузкам; выброс продуктов горения в отражатель, приводящий при многократном использовании к утере отражающих свойств последнего.

Задачей заявляемого изобретения является получение многоразового, портативного, надежного в хранении и применении источника лазерного излучения.

Для решения этой задачи предложен источник оптического излучения, использующий конструкцию лазера с накачкой коаксиальным пиротехническим патроном активированного ионами Nd³⁺ стеклянного волокна, установленного в корпусе, имеющем вид авторучки.

Отличительные признаки предлагаемого изобретения состоят в том, что: а) в корпусе, снабженном отверстиями для выброса конечных продуктов реакции горения, расположен активный элемент лазера и профилированная полость с диффузорной и конфузорной частью, позволяющая поднять давление и температуру в зоне горения и охладить продукты реакции до температуры их конденсации, а также понизить давление на выхлопе до атмосферного; б) в качестве источника накачки используется коаксиальный пиропатрон, наполненный малогазовой пиротехнической смесью с применением циркония и специального окислителя; в) активный элемент выполнен в виде легированного неодимом стеклянного волокна, сопряженного с оптической линзой.

Наличие этих признаков определяет соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

В результате патентного поиска до даты подачи заявки не выявлено технических решений, которым присущи признаки, идентичные всей совокупности существенных признаков, содержащихся в предлагаемой заявке, что говорит об изобретательском уровне предлагаемого технического решения.

На чертеже представлена схема предлагаемого портативного лазерного излучателя с пиротехнической накачкой. В корпусе 8 с профилированной полостью расположены контактная кнопка 1, инициирующий пьезоэлектрический преобразователь 2, коаксиальный пиротехнический патрон 3, наполненный ПТС 4 и оснащенный нитью поджига 5, волоконно-оптический активный элемент 6, выхлопные отверстия 10, насадка с выходной оптической линзой 11.

С целью снижения требований к условиям эксплуатации активный элемент выполнен в виде легированного неодимом стеклянного волокна с линзовой фокусирующей системой. Такое исполнение повышает стойкость активного элемента к ударным нагрузкам при хранении и транспортировке.

Работа предложенного пиротехнического источника начинается с активирования горения пьезоэлектрическим преобразователем 2 посредством задействования контактной кнопки 1. Продукты горения пиропатрона 3, проходя конфузорную часть 7 полости, поднимают давление, в результате чего уменьшается диссоциация окислов и соответственно повышается температура в зоне горения. Далее продукты горения попадают в диффузор 9, их давление и температура падают. При этом большая часть продуктов переходит в твердую фазу, а оставшаяся газообразная часть служит для выноса отработанных продуктов через выхлопные отверстия 10 и охлаждения устройства. Полученное при горении пиропатрона оптическое излучение преобразуется в волоконно-активном элементе лазера, превращаясь в невидимое глазом излучение, и формируется выходной оптической линзой в направленный луч.

Литература

1. Козлов Н. П. Боеприпас подавления оптико-электронных средств. RU 2121646, 6 F 42 В 5/15 от 25.11.97г.

2. Леонов А.Ф. и др. Испытание твердотельного лазера с накачкой излучением сходящейся ударной волны. Физика горения и взрыва. 1999 г. Т.35. 2. С. 114.

3. Патент США 5761235 от 2.06.98. фирма Лазер мак.