现代激光应用技术——激光点火

 激光点火是指用激光的能量引燃或引爆炸药.激光点火技术的研究始于60年代中期,随着激光器件的不断更新和激光技术的日益发展,激光点火技术的研究越来越受到人们的青睐,应用的领域也越来越广泛.     

激光二极管点火系统研究进展

综述了激光点火方式、激光二极管点火系统的组成及最新发展。提出了一种激光二极管点火系统结构,描述了各部分的关键技术。介绍了国外在光回路检测、保险与解保险及多路点火方面的研究成果,以及国内在温度控制、光纤芯径对点火阈值功率的影响和激光点火器设计的研究成果。指出了当前激光点火技术在武器装备中的应用和现阶段激光点火遇到的技术难点。     

铁-高氯酸钾激光点火性能实验

Fe/KClO4体系是热电池、热源采用的主要加热材料，也是心脏所在。目前，Fe/KClO4加热材料均采用直流电源 点火头 引燃纸 Fe/KClO4加热材料的三级串联方式点火。电磁场、静电等有可能导致误点火或提前点火，点火头桥丝生锈腐蚀、工艺原因等有可能导致瞎火。三级串联点火可靠性本身也有所降低。虽然如此，此乃目前惟一点火方式。     

激光点火系统用高功率光纤光开关

 仿真和实验研究了一种控制Nd:YAG脉冲激光能量通断的光纤直接连接型光开关。建立光纤耦合模型,分析了光纤对准误差中对耦合效率的影响,其中横向偏移的影响最显著。采用微机电系统V型槽固定光纤,微小型凸轮作为制动器,步进电机驱动凸轮旋转,微小型凸轮与移动光纤相切,带动光纤移动,实现两光纤的错开和对准。制造了这种高功率直接连接型光纤光开关原理样机,并进行了主要性能测试。测试结果表明,这种光开关能够满足激光点火系统的大容量、高隔离度的要求。     

激光点火系统用高功率光纤光开关

仿真和实验研究了一种控制Nd:YAG脉冲激光能量通断的光纤直接连接型光开关。建立光纤耦合模型,分析了光纤对准误差中对耦合效率的影响,其中横向偏移的影响最显著。采用微机电系统V型槽固定光纤,微小型凸轮作为制动器,步进电机驱动凸轮旋转,微小型凸轮与移动光纤相切,带动光纤移动,实现两光纤的错开和对准。制造了这种高功率直接连接型光纤光开关原理样机,并进行了主要性能测试。测试结果表明,这种光开关能够满足激光点火系统的大容量、高隔离度的要求。     

大面阵激光二极管阵列端面泵浦耦合技术

为了满足常温Yb:YAG激光放大器对泵浦功率密度的要求,设计了一种高缩束比的耦合系统。根据激光二极管（LD）的发光特性,将输出功率为80 kW的LD阵列进行拟球面排列,采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合,耦合系统的面积缩束比高达86∶1。模拟计算表明,该耦合系统的耦合效率对导光管反射板的反射率依赖性较低,且脱离耦合系统后的泵浦光传输8.5 mm后,依然可以保持泵浦光场的轮廓,满足端面泵浦的常温Yb:YAG片状放大器对泵浦耦合系统的要求。     

RDX激光点火的一维气相模型

为了研究含能材料RDX在激光作用下的点火特性,在Liau等人的工作基础上,考虑了物理参数随温度和组分浓度的变化,建立了RDX激光点火的气相模型.利用有限差分方法,计算了激光功率密度为400 W/cm2、环境压力为0.1 MPa时RDX的点火过程.结果表明:约90%的RDX以蒸发的形式进入气相,另外的10%在液相中发生分...     

大面阵激光二极管阵列端面泵浦耦合技术

为了满足常温Yb:YAG激光放大器对泵浦功率密度的要求,设计了一种高缩束比的耦合系统。根据激光二极管（LD）的发光特性,将输出功率为80 kW的LD阵列进行拟球面排列,采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合,耦合系统的面积缩束比高达86∶1。模拟计算表明,该耦合系统的耦合效率对导光管反射板的反射率依赖性较低,且脱离耦合系统后的泵浦光传输8.5 mm后,依然可以保持泵浦光场的轮廓,满足端面泵浦的常温Yb:YAG片状放大器对泵浦耦合系统的要求。     

大功率激光二极管与多模光纤耦合效率分析

提出了一种用于大功率激光二极管与多模光纤耦合的新颖的铲形整形系统，详细分析了铲形光纤端头不同的切割角度、切割深度以及耦合距离对激光二极管与铲形光纤耦合效率的影响。提出了一种计算该系统耦合效率的方法，同时给出了耦合效率的计算实例，得出了可以最大程度地提高铲形耦合头作用的优化参量。     

现代激光应用技术——激光点火

激光点火是指用激光的能量引燃或引爆炸药.激光点火技术的研究始于60年代中期,随着激光器件的不断更新和激光技术的日益发展,激光点火技术的研究越来越受到人们的青睐,应用的领域也越来越广泛.     

激光脉冲参数对冲击点火的影响

针对激光脉冲参数对冲击点火的影响进行理论分析和数值模拟.首先从冲击波的产生和碰撞过程出发,理论分析冲击脉冲峰值功率、脉宽和上升沿时间对点火的影响;然后通过数值模拟,以点火时间窗口作为评价标准,验证理论分析结果.研究表明:冲击脉冲峰值功率是点火成败的关键因素之一,脉冲宽度则需达到百皮秒以提供足够的点火能量,上升沿时间在小于600 ps的情况下不会对点火造成明显影响. 关键词： 冲击点火 激光冲击脉冲 点火时间窗口     

激光二极管列阵抽运的单纵模激光脉冲再生放大器

详细研究了单纵模激光脉冲从注入到再生放大过程中脉冲的建立过程 ,采用折迭驻波腔结构的再生放大器 ,实现了激光二极管列阵抽运的高稳定单纵模激光脉冲的再生放大 ,获得了总增益为 1 2× 10 7的高增益放大。取出单脉冲能量为 1 2mJ ,单程净增益为 1 5。     

激光点火系统上位模拟器研究

激光器件的优良性能大大提升了它在武器系统中的应用前景。上位模拟器是模拟武器系统对激光点火系统实施指令的控制单元,通过上位模拟器的操作可以实现对激光点火系统的远程控制。上位模拟器的研究是基于硬件和控制软件的,具备有发火控制、保险与解除保险控制、通讯、温度检测与背向光检测等多种控制功能。上位模拟器的研究为激光点火系统在武器系统中的实际应用奠定了良好的基础。     

激光二极管纵向泵浦NdS－FAP晶体激光特性研究

掺钕氟磷酸锶（ＮｄＳｒ５（ＰＯ４）３Ｆ简称ＮｄＳ－ＦＡＰ）晶体是一种最近报道的激光工作物质。本文通过纵向泵浦ＮｄＳ－ＦＡＰ晶体研究了它的激光特性，得到基横模（ＴＥＭ００）输出，泵浦阈值为９ｍＷ，斜效率为３７．３％。     

利用微型棱镜将激光二极管抽运光耦合进双包层光纤的新技术

提出了一种新的耦合技术－微型棱镜耦合技术，能有效地将激光二极管抽运光耦合进双包层光纤。这种技术具有简单、对光纤本身几乎无损伤等特点。介绍了微型棱镜耦合的原理和具体使用方法，理论计算所得的耦合效率约为90％。 通过分析，对光源提出了相应要求，并指出了它的应用范围。     

激光引信中阵列激光二极管光束参数的测量方法

根据激光引信中激光器的脉冲功率高、发散角大的特殊测量要求,比较了ISO 11146标准文件对激光束的3种测量方法,以二阶矩法为基础,运用机械扫描法测量光束截面的功率密度,进而再现出光斑图形。采用光能量降为最大强度的1/e2来定义光束束宽,通过等强线求出了宽度和远场发散角。     

激光二极管纵向泵浦Nd：S—FAP晶体激光特性研究

掺钕氟磷酸锶（Ｎｄ：Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｆ简称Ｎｄ；Ｓ－ＦＡＰ）晶体是一种最近报道的激光工作物质。本文通过纵向泵浦Ｎｄ：Ｓ－ＦＡＰ晶体研究了它的激光特性，得到了基横模输出，泵浦阈值为９ｍＷ，斜效率为３７．３％，     

Yb:YCOB晶体制备及其光谱与激光二极管抽运激光特性

研究了Ｙｂ：ＹＣＡ４Ｏ（ＢＯ３）（简称Ｙｂ：ＹＣＯＢ）的多晶制备和单晶生长,成功地合成了光学质量优良、掺Ｙｂ原子数分数为２０％的Ｙｂ：ＹＣＯＢ单晶。测量了该晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。并进行了激光二极管（ＬＤ）为抽运源的激光实验。实现了Ｙｂ：ＹＣＯＢ晶体１０ｍＷ的红外激光输出。观测并记录到自倍频二次谐波。     

基于光纤组束激光的激光干扰技术研究

为了增强激光干扰技术的机动性和灵活性,迫切需要体积小、重量轻的高功率激光干扰源。通过理论分析和数值计算,结果表明,光纤组束激光具有接近80%的组束耦合效率,并可以达到10kW量级的输出功率。以硅材料CCD为例,该功率量级的组束激光可以有效地实施对光电探测器的饱和干扰以及由温升导致的硬损伤。光纤组束激光是一种新型的激光干扰源,在机载光电对抗领域具有广泛的应用前景。     

激光聚变快点火机理研究

对超强超短激光等离子体相互作用和快点火机理及其物理可行性进行了理论和数值模拟研究.研制了二维和二维半粒子云模拟程序,数值模拟了超强超短激光脉冲在非均匀等离子体中的传播.提出快点火穿孔速度和深度以及用于快点火的超强超短激光器的初步指标 关键词： 超强超短激光等离子体相互作用 快点火机理 粒子云模拟