Фотодиссоционный генератор и система его управления

Фотодиссоционный генератор и система его управления

Реферат

Предлагаемое техническое решение относится к области квантовой физики и может быть использовано при создании лазерных систем на базе фотодиссоционных квантовых генераторов.

Известны фотодиссоционные генераторы, содержащие герметичную камеру, заполненную рабочей средой со стержнями из взрывчатого вещества (ВВ) для создания ударной волны при формировании светового излучения. Системы управления генераторов включают в себя источники электромагнитного излучения, подключенные к блоку управления (см. пат. РФ №№2241285 и 2241286, МПК 7 H01S 3/03, 3/0937, опубл. 2004 г.).

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому решению является фотодиссоционный генератор, содержащий основной заряд (ВВ) в форме полого усеченного конуса для воздействия на рабочую среду и приемники дистанционного управления, смонтированные на большем торце основного заряда (см. пат. РФ №2240634, МПК 7 H01S 3/03, 3/0937, опубл. 2004 г.).

Система управления фотодиссоционным генератором содержит источник параллельного пучка электромагнитного излучения, формирователь расширенного пучка электромагнитного излучения, установленный на выходе источника параллельного пучка электромагнитного излучения, оптически сопряженный через аксикон, включающий внутренний и наружный зеркальные конусы, с приемниками дистанционного управления основного заряда ВВ.

Недостатком приведенных технических решений является пониженная технологичность, связанная с необходимостью изготовления сложной герметичной несущей конструкции (герметичной камеры из дорогостоящего материала) и большой расход рабочего вещества. Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении технологичности изделия при одновременном уменьшении расхода рабочего вещества.

В соответствии с предлагаемым техническим решением указанный технический результат достигается тем, что фотодиссоционный генератор, содержащий основной заряд (ВВ) в форме полого усеченного конуса для воздействия на рабочую среду и приемники дистанционного управления, смонтированные на большем торце основного заряда, содержит дополнительный заряд ВВ в форме полого конуса с приемником дистанционного управления на его вершине и герметичную субкамеру, состоящую из соосно расположенных тонкостенных цилиндров, дополнительный заряд ВВ смонтирован внутри и соосно основному заряду ВВ, углы конусности конусов основного и дополнительных зарядов ВВ равны, их вершины развернуты в противоположные стороны, а рабочая среда помещена в герметичную субкамеру, установленную между основным и дополнительными зарядами ВВ коаксиально и симметрично последним.

Система управления фотодиссоционным генератором содержит источник параллельного пучка электромагнитного излучения, формирователь расширенного пучка электромагнитного излучения, установленный на выходе источника параллельного пучка электромагнитного излучения, оптически сопряженный через аксикон, включающий внутренний и наружный зеркальные конусы, с приемниками дистанционного управления основного заряда ВВ, при этом внутренний зеркальный конус аксикона смонтирован с эксцентриситетом относительно оси наружного конуса для оптического сопряжения расширителя пучка электромагнитного излучения с приемником дистанционного управления дополнительного заряда ВВ, величина указанного эксцентриситета больше радиуса основания внутреннего зеркального конуса аксикона, а диаметр основания последнего меньше диаметра расширенного пучка электромагнитного излучения.

На чертеже представлена схема предлагаемого фотодиссоционного генератора с системой его управления.

Генератор содержит основной заряд ВВ в форме усеченного конуса 1 с равномерно расположенными по его большему торцу приемниками 2 дистанционного управления и дополнительный заряд ВВ в форме полого конуса 3 с приемником дистанционного управления 4 при его вершине. Конус 3 смонтирован внутри и соосно конусу 1, при этом углы конусов 1 и 3 равны, а их вершины развернуты в противоположные стороны. Между конусами 1 и 3 симметрично и кооксиально последним размещена герметичная субкамера 5, заполненная рабочей средой 6 и выполненная из двух соосно расположенных и оптически прозрачных тонкостенных цилиндров 7 и 8.

Система управления генератора включает в себя последовательно установленные источник 9 параллельного пучка электромагнитного излучения и формирователь (коллиматор) 10 расширенного пучка электромагнитного излучения, оптически сопряженный через внутренний 11 и наружный 12 зеркальные элементы аксикона с приемниками 2 дистанционного управления основного заряда в виде усеченного конуса 1.

Внутренний зеркальный конус 11 смонтирован с эксцентриситетом - е относительно оси наружного зеркального конуса 12 (для обеспечения прохода управляющего сигнала на приемник 4 дополнительного заряда ВВ), при этом величина е выбрана из условия превышения радиуса основания конуса 11, а диаметр последнего меньше диаметра d расширенного пучка электромагнитного излучения.

Функционирование предложенного генератора осуществляется следующим образом.

С помощью источника 9 (например, лазерного генератора) формируют управляющий импульс электромагнитного излучения, который подается на приемники 2 и 4 для подрыва основного - 1 и дополнительного - 3 зарядов ВВ. После подрыва зарядов образуются две сходящиеся ударные волны кольцевого поперечного сечения, которые сходятся в области субкамеры с рабочей средой 6. В результате сжатия рабочей среды на выходе генератора формируется световой импульс в виде тонкостенного цилиндра со средним диаметром - d₁. При необходимости указанный импульс может быть сфокусирован в заданной точке - F устройством 13, выполненным, например, в виде оптически прозрачного конуса.

Из вышеприведенного следует, что предложенное техническое решение имеет преимущество по сравнению с известными, а именно: за счет введения под рабочую среду субкамеры в виде соосно расположенных тонкостенных цилиндров упрощается конструкция несущей конструкции и резко снижается расход рабочего вещества.

Следовательно, при использовании предложенного решения достигается технический результат, заключающийся в повышении технологичности и уменьшении объема используемой рабочей среды.

1. Фотодиссоционный генератор, содержащий основной заряд взрывчатого вещества (ВВ) в форме полого усеченного конуса для воздействия на рабочую среду и приемники дистанционного управления, смонтированные на большем торце основного заряда, отличающийся тем, что он содержит дополнительный заряд ВВ в форме полого конуса с приемником дистанционного управления на его вершине и герметичную субкамеру, состоящую из соосно расположенных тонкостенных цилиндров, дополнительный заряд ВВ смонтирован внутри и соосно основному заряду ВВ, углы конусности конусов основного и дополнительных зарядов ВВ равны, их вершины развернуты в противоположные стороны, а рабочая среда помещена в герметичную субкамеру, установленную между основным и дополнительными зарядами ВВ коаксиально и симметрично последним.

2. Система управления фотодиссоционным генератором, содержащая источник параллельного пучка электромагнитного излучения, формирователь расширенного пучка электромагнитного излучения, установленный на выходе источника параллельного пучка электромагнитного излучения, оптически сопряженный через аксикон, включающий внутренний и наружный зеркальные конуса, с приемниками дистанционного управления основного заряда ВВ, при этом внутренний зеркальный конус аксикона смонтирован с эксцентриситетом относительно оси наружного конуса для оптического сопряжения расширителя пучка электромагнитного излучения с приемником дистанционного управления дополнительного заряда ВВ, величина указанного эксцентриситета больше радиуса основания внутреннего зеркального конуса аксикона, а диаметр последнего меньше диаметра расширенного пучка электромагнитного излучения.