激光点火

摘要： 为探究半导体激光器和光纤激光器直接起爆HMX的可行性,并对比脉冲输出和连续输出两种工作方式,开展了HMX起爆时间仿真与试验研究。建立激光对HMX炸药起爆过程的仿真模型,并通过搭建半导体激光和光纤激光起爆系统进行激光起爆试验。结果表明:采用脉冲光纤激光器和脉冲半导体激光器均能直接起爆HMX,脉冲光纤激光器点火时间小于脉冲半导体激光器的点火时间,而连续光纤激光器未实现HMX炸药起爆,说明光纤激光脉冲工作方式优于连续工作方式。

摘要： 为有效缓解纳米铝粉(n⁃Al)颗粒团聚并改善其燃烧性能,利用具有蜂窝状网络结构且高能低感的硝化壳聚糖(NCh)为包覆剂,通过声共振法制备了结构均匀的二元纳米复合材料NCh/n⁃Al,同时采用XRD、SEM、TEM和激光点火研究了其形貌结构和燃烧性能,并与硝化棉(NC)/n⁃Al复合材料进行了对比。结果表明,制备的NCh/n⁃Al复合材料形貌均匀、分散性良好;相比于n⁃Al及NC/n⁃Al,NCh/n⁃Al点火延迟时间分别缩短了6和20 ms,火焰面积增大了近1倍;NCh/n⁃Al的燃烧更加充分,残渣主要包括Al_(2)O_(3)和极少量未燃烧的Al及碳渣,且粒径明显较小。

摘要： 为了提高激光点火/起爆系统中微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical system,MOEMS)光开关的传能效率,研究了双光纤耦合对准误差对开关传能特性的影响。利用ZEMAX仿真软件建立了双光纤耦合模型,仿真分析了不同偏移方式对传能效率和输出光束分布的影响;进一步搭建了双光纤耦合传能效率测试平台,通过设计系列尺寸的光纤偏移固定微通道,实现了双光纤轴向、横向和角度多种方式不同误差的偏移。试验得到了双光纤在不同偏移情况下的传输效率及光斑图像,为后续MOEMS光开关的设计及改进提供一定依据。

摘要： 采用类共沉淀法将催化剂三氧化二铁(Fe2O3)和吸光材料石墨与高能猛炸药奥克托今(HMX)复合,制备一系列不同配比的HMX/石墨/Fe2O3复合含能材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对其形貌和结构进行了表征,通过紫外–可见–近红外漫反射光谱(UV-Vis-DRS)测试光吸收性能;并将HMX/石墨/Fe2O3复合含能材料在一定激光强度下进行1064 nm激光点火性能测试。结果表明,复合物中的HMX为规则的多边几何形状,粒度在20 μm以内,石墨与Fe2O3均匀分布在HMX表面,复合效果较好。添加石墨/Fe2O3的HMX基复合含能材料在激光能量密度31.34 J/cm2下能发火并持续稳定燃烧,不同质量比的石墨/Fe2O3和催化剂Fe2O3粒径的大小会影响复合材料的点火延迟时间和质量燃烧速率。在添加石墨/Fe2O3质量分数为5%时,随着石墨相对含量的增加和Fe2O3颗粒的增大,药剂点火延迟时间增加,当石墨/Fe2O3质量比为4:1时药剂质量燃烧速率最快,为0.0440 g∙cm−2∙s−1。

摘要： 针对桥丝式电点火需要能量较大、测量时间误差大、操作复杂等缺点,研究了一种引信药激光直接点火方法。该方法采用激光直接点火取代传统桥丝式电点火,以解决引信药延期时间测量问题。通过建立含有光能项的激光引爆热平衡方程证明激光点火的可行性,通过激光点火与灼热桥丝式电点火的点火延迟时间对比试验,分析了激光能量对延迟时间的影响。试验结果表明,采用激光直接点火方法,引信药延迟时间测量精度有很大提高,同时也提高了引信药的工作效率。

摘要： 为了研究NEPE推进剂的点火燃烧特性,搭建了CO_(2)激光点火试验平台,使用高速摄影仪拍摄在不同气体环境下NEPE推进剂的燃烧过程,通过信号采集系统测量NEPE推进剂的点火延迟时间,对NEPE推进剂在0.1~3.0 MPa氮气及空气中的点火燃烧特性进行了研究。结果表明,环境压强和环境气体会影响NEPE推进剂的点火燃烧过程,环境压强越大,NEPE推进剂燃烧越激烈,且NEPE推进剂在空气中燃烧时比氮气中更加剧烈。NEPE推进剂的点火延迟时间随着环境压强的增大而减小,当环境压强从0.1 MPa增大到3.0 MPa时,氮气中的点火延迟时间由0.51 s减小到0.29 s,而空气中的点火延迟时间由0.32 s减小到0.18 s,但是当环境压强大于0.5 MPa时,环境压强对点火延迟时间的影响显著降低。同时环境压强会影响NEPE推进剂的燃烧速率,当环境压强从0.1 MPa增加到3.0 MPa时,氮气中的燃速从1.71 mm·s^(-1)提高到4.54 mm·s^(-1),空气中的燃速从2.51 mm·s^(-1)提高到11.4 mm·s^(-1),NEPE推进剂在空气中的燃烧速率增长幅度更大。最后通过燃速经验公式进行拟合,表明Vielle燃速公式更适用于表征NEPE推进剂在0.1~3.0 MPa下的燃速特性。

摘要： 为对比3种配方的B/KNO_(3)的激光点火性能,搭建激光点火系统进行了B/KNO_(3)激光感度和点火延迟时间试验研究。结果表明:w_(B)∶w_(KNO_(3))∶w_(粘合剂)=23.7∶70.7∶5.6、w_(B)∶w_(KNO_(3))=33∶67和w_(B)∶w_(KNO_(3))=15∶85的B/KNO_(3)的50%发火功率分别为198mW、181mW和288mW,标准偏差分别为29.42、48.53和78.77;点火延迟时间分别为2.85ms、4.38ms和37.20ms,标准偏差分别为0.59、1.13和17.51。w_(B)∶w_(KNO_(3))∶w_(粘合剂)=23.7∶70.7∶5.6的B/KNO_(3)最适合作为激光点火药剂,w_(B)∶w_(KNO_(3))=33∶67的B/KNO_(3)较适合,而w_(B)∶w_(KNO_(3))=15∶85的B/KNO_(3)不适合作为激光点火药剂。

摘要： 为降低亚稳态分子间复合物的点火能量,利用抽滤的方式制备了一系列不同Ti掺杂浓度(10%~30%)的Al-Ti/CuO叠层薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、激光点火和差示扫描量热仪(DSC)对其形貌、化学成分及燃烧行为进行了测试,并分析Ti纳米颗粒在Al/CuO叠层薄膜中的作用机制。结果表明:Ti纳米颗粒的添加降低了Al/CuO叠层薄膜的点火阈值,其中20%Ti添加量的叠层薄膜点火阈值仅为21.2 mJ,相比Al/CuO降低了约36%。但过量添加Ti纳米颗粒会导致大量微米级球状烧结结构的生成,该结构会包裹未反应的纳米铝颗粒,阻碍其能量的释放和后期火焰的传播。

摘要： 为探究主体炸药HMX的粒度对PBX(HMX)/AP复合含能材料的热分解和激光点火性能的影响,通过溶剂-非溶剂法对原料HMX和AP进行重结晶并筛分得到不同粒径分布的HMX_(R)和细粒度AP_(R)(5~20μm),进而制备含不同HMX粒度的PBX(HMX)/AP,对所得晶体和复合物分别进行SEM、DSC、DSC-IR及热分解动力学和1064nm激光点火测试。结果表明,HMX_(R)和AP_(R)的热分解表观活化能E_(a)和热爆炸临界温度T_(b)随着晶体粒度减小而减小;PBX(HMX)/AP中,HMX_(RC)的粒径范围为30~140μm、d_(50)为68μm、按HMX与AP零氧平衡配比的PBX(HMX_(RC))/AP热性能最优,其热分解表观活化能E_(a)为212.78kJ/mol,比HMX_(RC)降低约274.44kJ/mol;其热爆炸临界温度为197.45°C,比HMX_(RC)降低约76.25°C,比AP_(R)降低约81.63°C;含不同HMX粒度的PBX(HMX)/AP的点火延迟时间随着HMX粒度的减小而减小,质量燃烧速率相应增大,其中零氧平衡配比的PBX(HMX_(RC))/AP的激光点火性能最佳,其激光点火延迟时间为8200ms,质量燃烧速率为0.718g/(cm^(2)·s)。表明HMX粒度范围影响传热、传质和物质间相互作用效率,进而影响点火、传火性能;细粒度和零氧平衡及良好的黏结复合最有利于PBX(HMX)/AP中HMX与AP的协同热分解。

摘要： 激光点火技术相较于传统点火方式有更好的安全性、可控性和高效性,被广泛运用于各类高精尖武器系统中。对高能硝胺炸药的激光点火进行研究具有实际意义。从点火机理、点火模型以及掺杂光敏材料三个方面对近三十年来硝胺炸药激光点火研究的进展进行分析,总结出:硝胺炸药的激光解离经由最弱键N-NO2键断裂、发生开环反应,解离成小的碎片或中性粒子后发生次级反应;硝胺炸药与激光束之间的作用存在强吸收波长和弱吸收波长,遵循朗伯–比尔定律,弱吸收波长激光更易引起炸药晶体缺陷处的热点形成;影响激光点火效应的因素主要有炸药的组成和晶体缺陷及粒径、激光波长及激光功率密度、激光点火环境因素等;在建立激光点火数学模型时必须考虑整个燃烧区的瞬态发展,包括气相和凝聚相;掺杂光敏材料如炭黑、金属纳米颗粒、碳纳米管等可以降低硝胺炸药激光点火阈值和点火延迟时间。

摘要： 在一带稳定器方形直管试验段上,利用电火花调能调频点火器和激光器分别进行点火试验,比较相同来流条件下的初始火核发展、点火极限和火焰传播.结果表明:两者的初始火核形状不同,电火花点火的初始火核呈圆弧形,而激光点火下呈瓣型.相同点火能量下,激光点火比电火花点火的贫油点火极限更宽;相同来流条件下,点火位置下游激光点火的火焰传播速度更快,并且在化学恰当比附近和低速情况下,两种点火模式的火焰传播速度相差更大.

摘要： 采用CO2激光点火的方法,研究了Al/RDX混合物在不同激光功率密度作用下的点火特性,探讨了微米Al粉粒度和Al/RDX比例对该混合物点火性能的影响.实验结果表明,在激光功率密度54.0W·cm-2～345.1W·cm-2范围内,Al/RDX混合物的点火均首先发生在试件表面,点火延迟时间随着激光功率密度增加呈现递减的趋势,除S-18A试样的点火能量出现峰值外,其他几种混合物的点火能量均是随着激光功率密度增加呈现递减的趋势,且点火能量均有一个下限值.Al粉的粒度和Al粉与RDX的混合比例对Al/RDX混合物的点火影响在较低激光功率密度时较大,含Al粉粒度较小、含量较高的混合物试样点火较易,随着激光功率密度增加,其影响逐渐减弱.

摘要： 用纳米及微米铝粉和纳米氧化铅、纳米氧化铜和纳米三氧化二铋为原料，采用超声分散复合的方法，制备了铝热剂Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi2O3。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)和红外光谱(IR)对原料和产物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征；运用静电火花感度测试仪及激光点火器，评估了含不同铝热剂双基(MIC-DB)推进剂对静电及热点火刺激响应的危险性，研究了MIC-DB推进剂在不同热流密度下的点火特性，探讨了铝粉粒度及氧化剂类型对推进剂点火性能的影响。结果表明，铝热剂型双基推进剂的静电火花感度均较低；MIC-DB推进剂的点火延迟时间随热流密度增加而递减，且热流密度较高时，点火延迟时间变化趋缓，Al粉粒径和氧化剂类型对推进剂点火延迟时间均有影响，影响的程度与热流密度大小有关。

摘要： 激光二极管专用恒流脉冲点火电源模块,由单电源运算放大器LM358作电流误差放大,时基电路NE555组成单稳态触发器对脉冲宽度进行调制,功率输出级选用达林顿大功率管TIP122进行控制。选用贴片式器件,优化电路和PCB设计,研制了微型化点火电源模块,技术指标满足激光点火要求。

摘要： 简述了固体推进剂激光点火性能研究的重要意义,总结了固体推进剂激光点火的理论过程、表征方法以及试验装置,并对国内外固体推进剂激光点火性能研究进展进行了综述,最后对固体推进剂激光点火性能研究进行了小结,并附参考文献31篇。

摘要： 运用光悬浮技术研究微尺度下单颗碳粉颗粒在常温常压下、静止空气环境中的点燃和燃烧特性.结果表明碳粉颗粒可被俘获至激光光镊中心位置,并被点燃,其点火功率为9.0mW,同时观察到碳粉颗粒发生爆裂,爆裂延迟时间为6～18ms.提高激光功率,颗粒发生有焰燃烧,形成明亮的火焰面.起始阶段,火焰面积和亮度均增加,而后火焰面积逐渐变小,亮度变暗直至熄灭.

摘要： 本文介绍了钝感火工品的概念、产生背景,重点介绍了在该领域的激光点火、爆炸逻辑网络和冲击片雷管等前沿技术,通过对国内外技术水平进行比较,总结了中国与国外技术的差距及技术瓶颈,并对钝感火工品未来的发展趋势进行了展望.

摘要： 激光二极管专用恒流脉冲点火电源，由低漂移高精度运算放大器OP37作电流误差放大，时基电路NE555组成单稳态触发器对脉冲宽度进行调制，功率输出级选用新型功率器件IGBT功率管进行串联式控制。主要通过IGBT栅极驱动电路有关器件的选择和参数配合，解决了快速响应和输出稳定脉冲的矛盾。经调试安装，满足了激光点火试验的要求。

摘要： 1992年Norrestam等人用高温固相反应的方法合成了一系列包括Ca4YO(BO3) 3（简称YCOB)在内的钙-稀土硼酸盐化合物，1997年Makoto 等人首次用Czochralski 法生长出了YCOB 晶体，YCOB晶体受到了国内外晶体生长界的广泛关注。近年来，惯性约束聚变点火工程将YCOB晶体视作快点火核聚变装置中频率转换器件中非线性材料的重要候选，大尺寸YCOB晶体的生长成为其获得重大应用的关键。本文结合笔者最近几年的研究工作以及国内外YCOB晶体的生长情况，介绍了YCOB晶体的生长情况特别是大尺寸晶体生长的研究进展，并对将来的生长研究的前景进行了展望。

摘要： 1992年Norrestam等人用高温固相反应的方法合成了一系列包括Ca4YO(BO3) 3（简称YCOB)在内的钙-稀土硼酸盐化合物，1997年Makoto 等人首次用Czochralski 法生长出了YCOB 晶体，YCOB晶体受到了国内外晶体生长界的广泛关注。近年来，惯性约束聚变点火工程将YCOB晶体视作快点火核聚变装置中频率转换器件中非线性材料的重要候选，大尺寸YCOB晶体的生长成为其获得重大应用的关键。本文结合笔者最近几年的研究工作以及国内外YCOB晶体的生长情况，介绍了YCOB晶体的生长情况特别是大尺寸晶体生长的研究进展，并对将来的生长研究的前景进行了展望。

摘要： 本发明公开了一种基于飞秒激光点火的光丝烧蚀点火系统及方法，属于激光点火技术领域，包括飞秒激光放大器、二分之一半波片、偏振片、介质膜高反镜、平凸透镜、燃烧器及烧蚀钽靶；烧蚀钽靶放在与燃烧器出口相切处，飞秒激光放大器产生的激光脉冲依次经过二分之一半波片、偏振片、介质膜高反镜、平凸透镜，经过平凸透镜之后在燃烧器的出口区域产生光丝。首先用聚焦透镜将飞秒激光脉冲聚焦形成光丝，聚焦到烧蚀靶表面，在燃烧气流中形成高温热等离子体，从而诱导产生火焰核，使用焦距为1m的聚焦透镜，实现远距离点火和激光点火对位置的不敏感，提高点火稳定性，并且激光脉冲对钽靶损伤小，1000个以上激光脉冲作用后还能实现100％的点火成功率。

摘要： 本发明属于激光点火领域，具体涉及一种多路多功能半导体激光点火系统及点火方法。包括点火控制单元，点火激光器，检测激光器，耦合器，多路光开关，点火器，药剂，光探头，自检光电探测器和发火光电探测器；点火控制单元分别与点火激光器、检测激光器、耦合器、自检光电探测器、发火光电探测器连接并提供驱动和控制；点火激光器和检测激光器并联之后与耦合器连接，耦合器与多路光开关连接，多个点火器通过耦合光纤与相应的光开关和自检光电探测器连接，光探头与发火光电探测器连接并固定在点火器输出端。本发明通过控制光开关能够实现系统多种点火模式，克服多路激光点火系统点火模式的单一，扩大了激光点火系统的应用范围。

摘要： 本发明公开了一种激光点火装置、燃气热水器及点火调试方法，属于热水器技术领域。激光点火装置还包括：至少两个光学参数不同的聚焦透镜；透镜切换装置，至少两个聚焦透镜设于透镜切换装置上，透镜切换装置用于将至少两个聚焦透镜中选定的聚焦透镜切换至激光发射器的激光路径处，以使该聚焦透镜将激光聚焦到靶板上。本发明提供的激光点火装置区别于现有的仅安装单一聚焦透镜的结构形式，设置有至少两个光学参数不同的聚焦透镜，并可以通过透镜切换装置将聚焦透镜切换至聚焦位置，提高了激光点火装置的普适性和兼容性，满足了用户对燃气热水器产品的使用要求，提高了用户的使用体验。

摘要： 一种2μm波段激光点火装置及点火方法，属于激光技术领域。本发明点火方法分为两个阶段，第一个阶段通过自助搭建了波段的Ho:YAG激光器，对燃料进行预加热；第二个阶段再用稳定高能量的1064nm激光器进行点火。预热装置包括加热部分和探测部分，其中探测部分包括：使用高亮度的LED灯，凸透镜，凹透镜，光阑，平面镜搭建成像系统，使其通过实验燃料密室，使用高速CMOS，用纹影法记录预热阶段水气的热度分布情况，使用红外线测温仪监测燃料的温度。加热部分先使用Ho:YAG激光器在输出端通过凹透镜和凸透镜聚焦两束激光，在束腰处对燃料进行预热，达到监测温度后，再通过1064nm的高功率Nd:YAG进行点火，大大提高点火成功率的同时也减小了最小点火能量，实现贫燃状态下发动机的点火。

摘要： 本申请公开了一种激光点火仪，包括激光源、光纤耦合器、第一光电探测器及第二光电探测器；当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源出射，通过所述光纤耦合器分成参照光束及检测光束；所述参照光束从所述光纤耦合器出射后达到所述第一光电探测器，得到参照电信号；所述检测光束从所述光纤耦合器出射后达到对应的窗口，经所述窗口的反光面反射至所述第二光电探测器，得到检测电信号；所述处理器用于控制所述激光源，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比。本申请可得到光路是否畅通的结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的结果。本申请同时还提供了一种具有上述有益效果的激光点火系统、起爆设备及光通路定量检测的方法。

摘要： 本发明涉及一种激光点火起爆器和激光点火起爆系统，激光点火起爆器，包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接，其特征在于，所述激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)对应所述光开关的输出，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。本发明将激光器分为测试激光器和发火激光器，并且通过光开关在需要的时候切入发射光路中，从而避免了误发火的情况发生。

摘要： 本发明涉及一种激光点火起爆器和激光点火起爆系统，激光点火起爆器，包括激光器、探测器，以及一个光隔离装置，该光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)连接激光器，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。本发明采用单光纤方式，同一根光纤既作为发射光路也作为反射光路，利用光隔离装置将反射光引入探测器实现检测。单光纤方式不存在双光纤的耦合状态偏差问题。

摘要： 本发明公开了一种基于飞秒激光点火的光丝烧蚀点火系统及方法，属于激光点火技术领域，包括飞秒激光放大器、二分之一半波片、偏振片、介质膜高反镜、平凸透镜、燃烧器及烧蚀钽靶；烧蚀钽靶放在与燃烧器出口相切处，飞秒激光放大器产生的激光脉冲依次经过二分之一半波片、偏振片、介质膜高反镜、平凸透镜，经过平凸透镜之后在燃烧器的出口区域产生光丝。首先用聚焦透镜将飞秒激光脉冲聚焦形成光丝，聚焦到烧蚀靶表面，在燃烧气流中形成高温热等离子体，从而诱导产生火焰核，使用焦距为1m的聚焦透镜，实现远距离点火和激光点火对位置的不敏感，提高点火稳定性，并且激光脉冲对钽靶损伤小，1000个以上激光脉冲作用后还能实现100％的点火成功率。

摘要： 本发明属于激光点火领域，具体涉及一种多路多功能半导体激光点火系统及点火方法。包括点火控制单元，点火激光器，检测激光器，耦合器，多路光开关，点火器，药剂，光探头，自检光电探测器和发火光电探测器；点火控制单元分别与点火激光器、检测激光器、耦合器、自检光电探测器、发火光电探测器连接并提供驱动和控制；点火激光器和检测激光器并联之后与耦合器连接，耦合器与多路光开关连接，多个点火器通过耦合光纤与相应的光开关和自检光电探测器连接，光探头与发火光电探测器连接并固定在点火器输出端。本发明通过控制光开关能够实现系统多种点火模式，克服多路激光点火系统点火模式的单一，扩大了激光点火系统的应用范围。

摘要： 本发明属于激光点火领域，具体涉及一种光纤式激光点火器及点火系统。包括激光传输和药剂发火部分；激光传输部分包括：光纤连接器，光纤，纤芯，耦合接头和自聚焦透镜；耦合接头后端部设有凹槽，自聚焦透镜位于耦合接头的凹槽内，且与纤芯同轴封装；药剂发火部分包括：点火器壳体，密封垫，点火药剂，药管，约束外壳；耦合接头外设有点火器壳体，点火器壳体后端内部设有药管，点火器壳体后端外周设有约束外壳，约束外壳包括带有通孔的底部，底部位于药管的后端面，用于约束药管，药管与点火器壳体之间设置密封垫；装有自聚焦透镜的耦合接头伸入药管内部。本发明的耦合接头直接嵌入点火药剂中，自聚焦透镜与点火药剂直接接触，提高发火可靠性。