[发明专利]一种单光纤结构的激光点火装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器应用技术领域，特别涉及一种基于单光纤结构的半导体激光点火装置。

背景技术

激光点火装置中不存在电起爆元件，炸药、烟火剂与电源真正隔离，而光纤的抗电磁干扰特性又消除了激光点火装置中的寄生信号，因此，与传统的把电能作为初始激发能量的点火设计模式相比，激光点火装置在静电、射频等电磁环境下意外发火的危险将被完全克服，安全性将得到根本改善。激光点火作为一种新型点火技术已越来越受到各个国家的重视，实用型激光点火系统的发展非常迅速。

激光点火装置要求具有激光点火和光路连续性检测两项功能，因此目前的激光点火装置采用双光纤结构，如图1所示，激光起爆器5通过双光纤光缆4与点火控制器1连接，点火控制器1中包含激光器2、探测器3以及相关控制电路，其中激光器2、探测器3分别与双光纤光缆4的两个单光纤头连接。图2是双光纤光缆4的实物模型图，其本质是将两根光纤的一端按同轴对称的方式固定，并在此公共端设计专用的起爆器连接工装；两根光纤的另一端则相互独立，分别用于连接激光器2与探测器3。图1所示装置的工作原理为：检测状态时，点火控制器1给激光器2注入远小于阈值电流的低偏置的检测电流，激光器2发出荧光，通过双光纤光缆4中的入射光纤照射到激光起爆器5，反射光通过双光纤光缆4中的另一根光纤即检测光纤照射到探测器3进而转换为电信号，由此完成光路连续性检测；点火状态时，点火控制器1给激光器2注入工作电流，激光器2产生一定功率的激光，通过双光纤光缆4照射于激光起爆器5表面，点燃起爆药剂，完成点火动作。

这种双光纤结构的激光点火装置原理直观、易于实施，但在实际的工程化过程中存在以下两个方面的缺点：

(1)目标应用系统一般需要起爆器完成多个动作，激光起爆器数量可能达到几十甚至上百个，如采用这种双光纤结构，则光纤以及光纤连接器的数量庞大，加大了系统布线、安装的复杂性；

(2)双光纤光缆与激光起爆器接口处的工艺复杂，不仅要求双光纤光缆4内的两根光纤同轴对称，还要求激光起爆器5的光窗口反射率一致性高，这两项复杂工艺的工程化难度很大。

发明内容

为了解决目前双光纤结构激光点火装置存在的工程化难题，本发明提供了一种单光纤结构的激光点火装置，用单光纤光缆连接激光起爆器和点火控制器，同样能够实现点火和光路连续性检测两大功能，具有光缆数量少、起爆器接口工艺简单的优点，易于工程化应用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种单光纤结构的激光点火装置，该装置包括：新型点火控制器和激光起爆器，新型点火控制器和激光起爆器通过单光纤光缆连接；新型点火控制器包括：大于等于一组的激光器和探测器，每组激光器和探测器分别与一个光纤环形器连接；激光器与光纤环形器的入射端连接，探测器与光纤环形器的出射端连接，单光纤光缆与光纤环形器的入射出射端连接；一个驱动控制器，驱动控制器分别与所有的激光器和探测器连接。

本发明的有益效果是：本发明中的点火控制器中采用了三端口光纤环形器，激光起爆器与点火控制器通过单光纤光缆连接，这样就将点火控制器与激光起爆器之间的光缆数量减少一半，有利于多路点火系统安装布线。与双光纤光缆相比，单光纤光缆与激光起爆器的连接方式简单，采用标准的FC、ST等连接方式即可，而不必设计结构和工艺复杂的特殊接口。另外，由于单光纤光缆末端光学膜的透射率和反射率可以精确控制，因而在光路连续性检测时各路反射光的一致性较好，有利于实现光路连续性的定量检测。

附图说明

图1现有技术的双光纤结构的激光点火装置示意图；

图2是双光纤光缆的实物模型图；

图3是本发明基于单光纤结构的激光点火装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图3所示，一种单光纤结构的激光点火装置，该装置包括：新型点火控制器8，单光纤光缆9和激光起爆器5。新型点火控制器8通过单光纤光缆9与激光起爆器5连接。新型点火控制器8又包含了激光器2、探测器3、光纤环形器6以及驱动控制器7等部分，单光纤光缆9连接光纤环形器6的B端，及入射出射端，光纤环形器6的A端及入射端连接激光器2，光纤环形器6的C端及出射端连接探测器3。激光器2和探测器3分别与驱动控制电路7连接。