【摘要】：為滿足激光點(diǎn)火系統(tǒng)的工程化應(yīng)用需求,本文基于半導(dǎo)體激光器,對激光點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行原理設(shè)計,對激光點(diǎn)火系統(tǒng)的主要單元,即發(fā)火光路、安保裝置、光路自檢系統(tǒng)和點(diǎn)火器各個組件進(jìn)行了選擇、理論分析和設(shè)計。對系統(tǒng)中部件之間的能量傳輸特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,最終成功研制了激光點(diǎn)火系統(tǒng)原理樣機(jī),經(jīng)過點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,能夠滿足工程化應(yīng)用的要求,具體研究內(nèi)容如下：(1)發(fā)火光路：激光點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)選則FC/PC型和SMA905型光纖連接器,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)選用同一種類型的光纖連接器進(jìn)行耦合,SMA-SMA的耦合效率為80.99%,FC-FC的耦合效率為88.37%,FC/PC連接器的耦合效率相比SMA905高,并且傳輸更為穩(wěn)定；石英光纖目前最實(shí)用,中空光纖作為激光點(diǎn)火系統(tǒng)中所用光纖的一種新的選擇,雖然擁有較高的損傷閾值,但是傳輸效率比石英光纖低約15%。(2)安保機(jī)構(gòu)：光路中增加了光路隔斷保險,采用大芯徑移動光纖式光開關(guān),當(dāng)光開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時,不能傳輸激光能量,當(dāng)光開關(guān)打開時,能量傳輸效率為79.27%,能夠傳輸3W連續(xù)激光,響應(yīng)時間小于3ms,滿足激光點(diǎn)火系統(tǒng)中光路隔斷保險的使用要求。(3)光路自檢系統(tǒng)：選擇雙波長雙光纖式光路自檢系統(tǒng),PIN光電二極管檢測器；在光窗上鍍反射膜能夠有效地提高檢測激光的接收率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鍍膜窗口的檢測光接收率達(dá)10.20%。對雙光纖自檢系統(tǒng),自檢合格的判據(jù)為1.5L808nm anbd。(4)點(diǎn)火器：點(diǎn)火器裝藥選用B/KNO3點(diǎn)火藥。點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)選用光窗式,利用自聚焦透鏡作為光學(xué)窗口；采用97In/3Ag合金焊料和密封膠對點(diǎn)火器窗口進(jìn)行封接,氣密性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,焊料焊接效果良好,膠裝合格率達(dá)90%。(5)成功研制了一套激光點(diǎn)火系統(tǒng)原理樣機(jī),具備光路隔斷保險以及光路自檢功能,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,可以實(shí)現(xiàn)光路自檢功能和有效發(fā)火功能,能滿足工程化應(yīng)用的要求。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ450

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本文編號：2617281