×
02.10.2019
219.017.d151

Результат интеллектуальной деятельности: Портативный импульсно-периодический полупроводниковый лазерный излучатель

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к лазерной технике. Портативный импульсно-периодический полупроводниковый лазерный излучатель с пиротехнической накачкой и перестраиваемой длиной волны содержит корпус с фокусирующим оптическим элементом, полупроводниковый лазер, блок управления работой полупроводникового лазера с источником питания, систему электрической связи электронных элементов лазера и магазин с источниками оптического излучения с пиротехнической накачкой, содержащий несколько пиротехнических ламп и систему их подачи. В излучатель введен приемник оптического излучения, выполненный из монокристаллического кремния. Технический результат заключается в обеспечении возможности создания полупроводникового лазерного излучателя с пиротехнической накачкой. 1 ил.

Изобретение относится к импульсно-периодическим

полупроводниковым лазерным излучателям с пиротехнической накачкой. Может быть использовано для исследования оптических характеристик с помощью лазерного излучения в условиях отсутствия подключения к источнику питания.

Техническим результатом изобретения является получение портативного многоразового полупроводникового лазерного излучателя, простого в эксплуатации и не требующего особых условий хранения, обеспечивающего на выходе интенсивное узконаправленное импульсно-периодическое лазерное излучение с перестраиваемой длиной волны.

Устройство содержит корпус с фокусирующим оптическим элементом, полупроводниковый лазер, источник питания, блок управления работой полупроводникового лазера, система электрической связи электронных элементов, магазин с пиротехническими лампами и системой их подачи и приемник оптического излучения.

Изобретение может быть использовано для исследования оптических характеристик с помощью лазерного излучения в условиях отсутствия подключения к источнику питания.

Известен ряд устройств [1, 2], предназначенных для подавления оптико-электронных средств и исследования их стойкости к лазерному излучению, проведения полевых экспериментов, использующих принцип пиротехнической накачки активного элемента. При этом данные устройства обладают рядом существенных недостатков. В устройстве [1] используется конструкция лазера с накачкой коаксиальным пиротехническим патроном, активированного ионами Nd3+ стеклянного волокна, установленного в корпусе, имеющем вид авторучки.

Недостатками данной конструкции являются отсутствие возможности производить многоразовую генерацию лазерных импульсов и невозможность изменения длины волны лазерного излучения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является портативный многоцветный импульсно-периодический волоконный лазерный излучатель с пиротехнической накачкой [2], содержащий несколько пиротехнических ламп и три различных активных элемента, представляющих собой волоконно-активные элементы, изготовленные из стекла, активированного ионами различных металлов для трансформации широкополосного оптического излучения в узкополосное.

Недостатками данного технического решения являются:

ограниченность и дискретность диапазона длин волн генерируемого лазерного излучения, определяемая наличием материалов активирования оптоволокна;

коэффициент преобразования световой энергии лампы вспышки в энергию импульса твердотельного лазера составляет до 10%.

Задачей заявляемого изобретения является разработка портативного многоразового полупроводникового лазерного излучателя, простого в эксплуатации и не требующего особых условий хранения, обеспечивающего на выходе интенсивное узконаправленное импульсно-периодическое лазерное излучение с перестраиваемой длиной волны.

Для решения поставленной задачи предложен корпус с фокусирующим оптическим элементом, полупроводниковый лазер, блок управления работой полупроводникового лазера с источником питания, система электрической связи электронных элементов лазера, магазин с источниками оптического излучения с пиротехнической накачкой, содержащий несколько пиротехнических ламп и систему их подачи [3, 4], приемник оптического излучения.

Отличительные признаки заявляемого изобретения состоят в том, что:

а) преобразование оптического излучения в электрический импульс осуществляется с использованием полупроводникового материала -кристаллического кремния, из которого выполнена поверхность приемника оптического излучения;

б) форма приемника оптического излучения выполнена исходя из обеспечения требований наибольшей площади и наименьших габаритов;

в) в портативных лазерных устройствах впервые предлагается применение полупроводниковых лазеров с перестраиваемым оптическим диапазоном. Данные лазеры нашли широкое применение в различных областях науки и техники. Возможность управления длиной волны излучения базируется на использовании варизонных полупроводниковых лазеров, то есть полупроводников, в которых имеется возможность изменения ширины запрещенной зоны [5], вследствие чего изменяется и длина волны лазерного излучения. В предлагаемом устройстве осуществляется с помощью блока управления работой полупроводникового лазера.

Коэффициент преобразования энергии светового потока кристаллическим кремнием в электрическую энергию составляет около 16%, а коэффициент преобразования электрической энергии в энергию импульса полупроводникового лазера - до 70%, что, в целом, дает около 11% энергии в лазерном импульсе предлагаемого устройства относительно энергии светового излучения пиротехнической лампы. Энергия, излучаемая при срабатывании пиротехнической лампы, может составлять до 20 Дж, а это значит, что энергия лазерного импульса, получаемого в предлагаемом устройстве, может достигать 2 Дж, чего сложно добиться, используя аккумуляторные источники питания.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства. В корпусе (1) с фокусирующим оптическим элементом (2) расположен полупроводниковый лазер (3), источник питания (4), блок управления работой полупроводникового лазера (5), система электрической связи электронных элементов лазера (6) с полупроводниковым лазером (3), магазин с пиротехническими лампами (9) и системой их подачи (7), приемник оптического излучения (8) с расположенной в нем пиротехнической лампой (9).

Для более полного поглощения оптических квантов, образующихся при срабатывании пиротехнической лампы, предлагается помещать ее внутрь приемника оптического излучения. Он, в свою очередь, выполняется из полупроводниковых фотоприемных материалов в форме вытянутой по длине пиротехнической лампы многолучевой звезды. Целесообразность применения подобной конструкции обусловлена тем, что:

такая форма позволит существенно увеличить площадь рабочей поверхности фотодиодного покрытия без увеличения занимаемого приемником оптического излучения объема, что позволит увеличить вероятность поглощения квантов света с образованием свободных носителей заряда;

большее количество граней оптического приемника дополнительно будет выполнять функцию радиатора, что приведет к уменьшению температуры нагрева полупроводника и позволит ему сохранить исходные характеристики.

Количество лучей приемника оптического излучения обусловлено обеспечением оптимального сочетания наибольшего коэффициента преобразования световой энергии в электрическую и минимальных размеров приемника оптического излучения при заданной энергии, излучаемой пиротехнической лампой.

Таким образом, в предлагаемом полупроводниковом лазерном излучателе при сравнительно небольших габаритах коэффициент преобразования световой энергии пиротехнической лампы в световую энергию лазерного импульса будет выше, чем у твердотельных лазерных излучателей, представленных ранее. Портативный импульсно-периодический полупроводниковый лазерный излучатель с пиротехнической накачкой и перестраиваемой длиной волны может быть использован как для исследования влияния лазерного излучения на материалы в условиях отсутствия возможности подключения к источнику питания, так и для осуществления энергетического воздействия на функциональные узлы оборудования, применяемого в оптических электронных системах.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU №2217850, 2001 г.

2. RU №2358365, 2007 г.

3. RU №2239264, 2004 г.

4. RU №2227244, 2004 г.

5. Гулевич Е., Кондратюк Н., Протасеня А. Перестраиваемые источники лазерного излучения УФ, видимого, ближнего и среднего ИК-диапазона/ Фотоника №3, 2007. с. 30-33.

Портативный импульсно-периодический полупроводниковый лазерный излучатель, содержащий корпус с фокусирующим оптическим элементом, размещенные в нем полупроводниковый лазер и блок управления его работой с источником питания, соединенные между собой системой электрической связи, а также магазин с источниками оптического излучения с пиротехнической накачкой, содержащий несколько пиротехнических ламп и систему их подачи, отличающийся тем, что введен приемник оптического излучения, выполненный из монокристаллического кремния.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 50 items.
20.06.2019
№219.017.8cc3

Система передачи информации с использованием радио- и оптико-электронных каналов

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для передачи информации абонентам двигающимся на траекториях в зоне прямой видимости друг от друга. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей системы передачи командной или связной информации группе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691759
Дата охранного документа: 18.06.2019
22.06.2019
№219.017.8e5c

Устройство автоматического включения резерва

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение бесперебойного электропитания ответственных потребителей при переключениях с основного источника электропитания переменного тока на резервный, а также улучшение качества электрической энергии на шинах ответственных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692085
Дата охранного документа: 21.06.2019
26.06.2019
№219.017.9224

Энергонасыщенный взрывчатый материал

Изобретение относится к энергонасыщенным материалам, в том числе взрывчатым материалам смесевого типа. Материал включает два невзрывчатых в индивидуальном виде компонента: горючий компонент - графит и окислительный компонент - нитрат лития. Компоненты взяты в соотношении, близком к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692317
Дата охранного документа: 24.06.2019
03.07.2019
№219.017.a402

Удлиненный кумулятивный заряд

Изобретение относится к области взрывных работ и может найти применение при разделке на металлолом громоздких металлических конструкций, реконструкции и демонтаже бетонных и железобетонных сооружений, плановой ликвидации вооружения и военной техники, ликвидации аварийных ситуаций. Согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693065
Дата охранного документа: 01.07.2019
10.07.2019
№219.017.a991

Устройство для перебора перестановок

Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначенной для формирования в произвольной последовательности перестановок двоичных кодов. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства для перестановок двоичных кодов. Технический результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693996
Дата охранного документа: 08.07.2019
23.07.2019
№219.017.b715

Способ определения параметров динамического деформирования металлических материалов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследований параметров динамического деформирования металлических материалов в авиационной и космической технике. Сущность: регистрируют электромагнитное поле, возникающее при динамическом деформировании тел, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695024
Дата охранного документа: 18.07.2019
23.08.2019
№219.017.c32b

Способ определения мощности ядерного взрыва

Изобретение относится к области построения и функционирования измерительных информационных систем обнаружения и засечки ядерных взрывов. Способ определения мощности ядерного взрыва содержит этапы, на которых одновременно измеряют сигнал в оптическом диапазоне длин волн и сигнал от ионизирующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698075
Дата охранного документа: 21.08.2019
23.08.2019
№219.017.c333

Космический телескоп для наблюдения звезд и земли с наиболее четким качеством изображения

Телескоп может быть использован в качестве вспомогательного средства определения космических аппаратов. Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли содержит канал наблюдения Земли, имеющий главное зеркало, на часть которого, закрытую зеленым отражающим светофильтром, попадает свет от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698077
Дата охранного документа: 21.08.2019
02.10.2019
№219.017.cb23

Способ прогнозирования состояния группы подвижных объектов

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для прогнозирования состояния группы подвижных объектов военного назначения. Техническим результатом является автоматический расчет значений, характеризующих местоположение, состояние и вероятность обнаружения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701091
Дата охранного документа: 24.09.2019
02.10.2019
№219.017.cbe4

Способ ситуационного анализа устойчивости технической системы с многоэтапным характером целевого применения

Изобретение относится к компьютерно-реализуемому способу ситуационного анализа устойчивости технической системы с многоэтапным характером целевого применения. Технический результат заключается в автоматизации анализа устойчивости технической системы. Способ основан на классификации этапов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701089
Дата охранного документа: 24.09.2019
Showing 1-10 of 10 items.
27.06.2013
№216.012.522b

Способ обработки неметаллических материалов

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для скрайбирования полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов. Способ обработки неметаллических материалов согласно изобретению заключается в облучении поверхности материала импульсным лазерным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486628
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.03.2015
№216.013.3219

Портативный автономный многоразовый импульсный твердотельный лазер

Портативный автономный многоразовый импульсный твердотельный лазер выполнен в виде двух состыкованных сборок и внешнего резонатора. Одна из сборок - разрушаемая (сменная), включает в себя ударную трубку, заполненную ксеноном, заряд взрывчатого вещества, разрушаемый отражатель и светопроводящую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544300
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.08.2015
№216.013.6ba8

Способ определения параметров динамического деформирования металлических материалов и устройство для его реализации

Использование: для определения параметров высокоскоростного движения метательных тел, например измерения перегрузок, скорости соударения, и для исследования параметров динамического деформирования металлических материалов в авиационной и космической технике. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559118
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.02.2016
№216.014.c227

Способ лазерной обработки неметаллических материалов

Использование: для лазерного отжига пластин из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что способ лазерной обработки неметаллических материалов заключается в облучении их поверхности импульсом лазерного излучения, формируют лазерный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574327
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c331

Способ лазерной обработки неметаллических пластин

Изобретение может быть использовано для лазерного пробития сквозных отверстий в пластинах из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов. Способ обработки неметаллических пластин согласно изобретению заключается в облучении их поверхности лазерным импульсом с минимальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574222
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.08.2016
№216.015.5401

Инфракрасный твердотельный лазер

Изобретение относится к лазерной технике. Инфракрасный твердотельный лазер содержит лазер накачки, кристалл Fe:ZnSe - пассивный модулятор добротности и дополнительный резонатор. Резонатор лазера накачки выполнен «глухим», а пассивный модулятор добротности имеет вид кристалла Fe:ZnSe,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593819
Дата охранного документа: 10.08.2016
29.12.2017
№217.015.fdb3

Малогабаритный инфракрасный твердотельный лазер

Изобретение относится к лазерной технике. Малогабаритный инфракрасный твердотельный лазер содержит лазер накачки и кристалл Fe:ZnSe - пассивный модулятор добротности, При этом на грани кристалла Fe:ZnSe, параллельные оптической оси лазера накачки, нанесены полупрозрачное и отражающее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638078
Дата охранного документа: 11.12.2017
02.10.2019
№219.017.d072

Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов

Изобретение относится к области исследований оптических характеристик полупроводниковых материалов, находящихся под действием температурного поля, и может найти применение в исследовательской деятельности. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что процесс измерения оптических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700722
Дата охранного документа: 19.09.2019
16.05.2023
№223.018.6191

Способ поиска и идентификации токсичных осколков разрушившегося в результате аварийных воздействий ядерно- и радиационно опасного объекта

Изобретение относится к области поиска и идентификации токсичных осколков разрушившегося в результате аварийных воздействий ядерно- и радиационно опасного объекта (ЯРОО) с использованием систем компьютерного зрения. Способ поиска и идентификации токсичных осколков разрушившегося в результате...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002746840
Дата охранного документа: 21.04.2021
21.05.2023
№223.018.689d

Способ имитации излучения плазмы трехцветным лазером для проведения экспериментальных исследований

Изобретение относится к области экспериментальных исследований стойкости оптико-электронной аппаратуры к излучению плазменной области. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве источника излучения используется трехцветный RGB-лазер, излучение которого с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794510
Дата охранного документа: 19.04.2023
+ добавить свой РИД