[发明专利]压缩空气点火的烟火激光器

说明书

本发明提供压缩空气点火的烟火激光器，属于烟火激光领域，压缩空气点火的烟火激光器，包括聚光腔，聚光腔的内部装配有石英保护管，石英保护管的内部装配有增益介质，聚光腔的外侧设置有位于增益介质前侧的放射孔，聚光腔的内部还设置有燃烧室，其内部填充有烟火药，聚光腔的一侧设置有和燃烧室相连通的空气压缩机构，增益介质为Nd:YAG激光棒，其掺杂浓度1.1%，烟火药的成分配比为Zr:KClO₄=57:43，空气压缩机构包括有气缸，气缸的一端设置有和燃烧室相连通的气口，气缸的内部装配有活塞，它可以实现，在摆脱外接能源束缚的同时，提升了能量转化效率，具有无需外接电源，响应速度快，燃烧效率高，发光效率高等优点。

技术领域

本公开涉及烟火激光技术领域，尤其涉及压缩空气点火的烟火激光器。

背景技术

固体激光器是研究最多、技术最成熟的，主要由激光增益介质、泵浦源、谐振腔组成，其原理为激光增益介质在泵浦源的强光辐射作用下，激光增益介质内粒子由下能级跃迁至上能级，形成粒子数反转，在很短的时间内跃迁回下能级，产生波长一定的光，这些光在谐振腔内来回振荡加强，最终产生激光输出；

主流固体激光器的泵浦源一般为激光二极管、Xe灯、LED等，其通过电供能，依赖外接能源结构复杂，稳定性差体积重量大，便携性差，而烟火泵浦源，相对于主流泵浦源，其具有能量密度高（约4千焦/克），能量自给，环境依赖小成本低、重量轻、携带方便结构灵活、加工装配简便的优点；

其中，烟火激光器是利用某些烟火药燃烧时产生的闪光作为泵浦源产生激光的激光器，其在烟火药中放置电点火体，然后将电点火体启动，以电点火方式将和火体相接的烟火药引燃；

使用电流加热电阻丝点火，需外接电源，容易受到外接能源束缚，与电阻丝接触的部分烟火药先燃烧，依靠热传递引燃剩余烟火药，燃烧效率低，响应速度慢。烟火药以固体形态固定于电阻丝上，内层烟火药燃烧光会被外层烟火药遮挡吸收，发光效率低，导致能量转化效率低。

发明内容

本公开所要解决的一个技术问题是：传统电点火的烟火激光器使用电流加热电阻丝点火，需外接电源，容易受到外接能源束缚，与电阻丝接触的部分烟火药先燃烧，依靠热传递引燃剩余烟火药，燃烧效率低，响应速度慢。烟火药以固体形态固定于电阻丝上，内层烟火药燃烧光会被外层烟火药遮挡吸收，发光效率低，导致能量转化效率低。

为解决上述技术问题，本公开实施例提供压缩空气点火的烟火激光器，包括聚光腔，聚光腔的内部装配有增益介质，聚光腔的外侧设置放射孔，聚光腔的内部还设置有燃烧室，其内部填充有烟火药，聚光腔的一侧设置有和燃烧室相连通的空气压缩机构。

在一些实施例中，空气压缩机构包括有气缸，气缸的一端设置有和燃烧室相连通的气口，气缸的内部装配有活塞，活塞远离气口的一端固定连接有延伸至气缸外侧的抽拉杆，活塞和气缸一侧内壁之间设置有套接在抽拉杆外侧的大弹簧。

在一些实施例中，气缸的外侧转动连接有大齿轮，大齿轮上部的边缘位置安装有推杆，气缸的外侧还滑动连接有啮齿条，啮齿条和抽拉杆位于气缸外部的一端通过连接件连接，大齿轮和啮齿条之间通过差速组件连接，差速组件包括有中齿轮和小齿轮，中齿轮转动连接在气缸上，且啮齿条和中齿轮啮合连接，小齿轮固定连接在中齿轮的上侧，且大齿轮和小齿轮啮合连接。

在一些实施例中，聚光腔上还固定连接有位于气缸、啮齿条、中齿轮、小齿轮和大齿轮外侧的保护外壳，保护外壳上开设有呈弧形设置的间隙槽，推杆远离大齿轮的一端通过间隙槽延伸至保护外壳的外侧。

在一些实施例中，燃烧室的两端分别固定连接有两个吹气头，两个吹气头分别为第一吹气部和第二吹气部，第一吹气部和气缸的气口相连，第二吹气部通过连通管和气缸的气口相连，且第一吹气部和第二吹气部的内部均开设有多个呈螺旋状设置的通气孔。