本发明属于激光点火领域，特别是一种基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统。
背景技术：
激光点火/起爆系统中，激光将能量通过光纤传输到换能元点火药剂的表面，从而将火工品点火或起爆。激光点火起爆系统要求对整个光路系统的连续性进行检测，因此需要一种激光火工品光学窗口将部分检测光的入射光反射到检测光纤，通过光电转换定量检测从光学窗口反射进入检测光纤的检测光的光功率，从而判断整个光路系统的连续性。
传统的激光点火系统中需要通过耦合器将点火激光和检测激光耦合到一路，这种方式会增加激光功率的衰减。检测模式和点火模式的切换通常是在系统检测完成后，光路完整再通过手动调节来切换。这种操作方式对半导体激光点火系统的应用来说可行性不高。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统，包括驱动控制模块、点火光源、检测光源、光开关、点火器和光电探测器；
所述点火光源、检测光源一端与驱动控制模块连接，另一端分别通过第一光纤连接器和第二光纤连接器与光开关连接；光开关另一端通过第三光纤连接器和耦合光纤与点火器连接；光电探测器一端通过耦合光纤与点火器连接，另一端与驱动控制模块连接。
进一步的，还包括控制器，控制器通过通讯接口与驱动控制模块连接。
进一步的，所述耦合光纤包括输入光纤和检测光纤，所述第三光纤连接器与输入光纤连接，所述光电探测器与检测光纤连接。
进一步的，所述输入光纤的纤芯直径为80～120um，检测光纤的纤芯直径为200um～400um。
进一步的，所述点火光源和检测光源为两个不同波长的激光器，所述点火光源输出的高功率激光用于点火器中含能材料的点火，所述检测光源输出的低功率激光用于系统中光路完整性的检测。
进一步的，所述光开关在点火光路和检测光路之间切换，且系统处于自检和保护模式时，光开关隔断点火电路，起到光学安保的作用。
进一步的，所述驱动控制模块具有自检信号识别功能，通过判断自检信号是否满足光路完整的参考值进行自检与点火状态的切换控制。
进一步的，所述系统包括如下3种工作模式：
保险模式：电源供电，所述点火光源、检测光源和光开关不供电，所述光开关处于检测光路；
检测模式：所述驱动控制模块接收检测指令，解除检测光源电子保险，检测光源工作，光开关接通检测光路，系统开始进行光路检测；
点火模式：所述驱动控制模块判断出自检合格后发出点火指令，解除点火光源保险，检测光源上保险，所述光开关将光路切换至点火光路，系统开始进行点火工作。
本发明与现有技术相比，其显著优点如下：
(1)本发明通过光开关来控制点火光路和检测光路的切换，避免因使用耦合器带来的激光功率衰减，且能避免点火器的误发火，起到光学保险的作用；
(2)本发明驱动控制模块包含自检信号识别和判断功能，并在判断合格后自动发出点火指令进行点火作用，智能化的控制避免了可能因为人为操作失误造成的误发火。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统原理图。
图2耦合光纤sma905接头截面示意图。
附图标记说明：
1-控制器，2-通讯接口，3-供电接口，4-驱动控制模块，5-点火光源，6-检测光源，7-第一光纤连接器，8-第二光纤连接器，9-光开关，10-第三光纤连接器，11-1-输入光纤，11-2-检测光纤，11-耦合光纤，12-点火器，13-光电探测器，14-集成板。
具体实施方式
基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统，该系统包括：驱动控制模块4、点火光源5、检测光源6、第一光纤连接器7、第二光纤连接器8、第三光纤连接器10、点火器12、光电探测器13，该系统还包括光开关9、耦合光纤11；驱动控制模块4分别与点火光源5、检测光源6、光开关9、光电探测器13连接；光开关9通过第一光纤连接器7与点火光源5连接；光开关9通过第二光纤连接器8与检测光源6连接；点火器12通过第三光纤连接器10和耦合光纤11与光开关9连接；光电探测器13通过耦合光纤11与点火器12连接。
工作模式：
1、保险模式：电源供电，激光器、光开关9、光电二极管等器件不供电，系统处于保险模式。
2、检测模式：检测激光器解除保险，激光器工作输出检测激光，光开关9处于检测光路，系统进行自检；自检合格，系统开始点火；自检不合格，系统进入保险模式。
3、点火模式：解除点火激光器保险，激光器工作输出点火激光，光开关9切换至点火光路，系统进行点火；点火完成，系统进入保险模式。
如图1所示，基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统包括：驱动控制模块4、点火光源5、检测光源6、第一光纤连接器7、第二光纤连接器8、光开关9、第三光纤连接器10、耦合光纤11、点火器12、光电探测器13。
当处于保险模式时，驱动控制模块4控制点火光源5和检测光源6处于保护模式，光开关9光路处于检测光路，点火光源5和检测光源6处于非工作状态，点火光路处于断路；当处于检测模式时，驱动控制模块4控制解除检测光源6电子保险，驱动控制模块输出检测光源工作电流，检测光源6工作输出检测激光进行光路检测，经点火器12光学窗口反射，光电探测器13接收到检测激光信号，转换为电信号反馈至驱动控制模块4，自检完成；点火模式，驱动控制模块4进行检测信号的实际值与设定值比较，若实际值大于设定值，则光路完整，驱动控制模块4解除点火光源5供电电子保险，同时启动检测光源6供电电子保险，驱动控制模块输出点火光源5工作电流，激光器工作输出点火激光，同时驱动控制模块4控制光开关9将光路切换至点火光路，系统进行点火；点火完成后，激光器上保险且光开关9光路切回至检测光路。
本实施例中，点火光源波长为808nm，最大输出功率3.5w；检测光源波长为638nm，最大输出功率微0.1w；光开关为1×2机械式光开关。
技术特征：
1.一种基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统，其特征在于，包括驱动控制模块(4)、点火光源(5)、检测光源(6)、光开关(9)、点火器(12)和光电探测器(13)；
所述点火光源(5)、检测光源(6)一端与驱动控制模块(4)连接，另一端分别通过第一光纤连接器(7)和第二光纤连接器(8)与光开关(9)连接；光开关(9)另一端通过第三光纤连接器(10)和耦合光纤(11)与点火器(12)连接；光电探测器(13)一端通过耦合光纤(11)与点火器(12)连接，另一端与驱动控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，还包括控制器(1)，控制器(1)通过通讯接口(2)与驱动控制模块(4)连接。
3.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述耦合光纤(11)包括输入光纤(11-1)和检测光纤(11-2)，所述第三光纤连接器(10)与输入光纤(11-1)连接，所述光电探测器(13)与检测光纤(11-2)连接。
4.根据权利要求3所述的点火系统，其特征在于，所述输入光纤(11-1)的纤芯直径为80～120um，检测光纤(11-2)的纤芯直径为200um～400um。
5.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述点火光源(5)和检测光源(6)为两个不同波长的激光器，所述点火光源(5)输出的高功率激光用于点火器(12)中含能材料的点火，所述检测光源(6)输出的低功率激光用于系统中光路完整性的检测。
6.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述光开关(9)在点火光路和检测光路之间切换，且系统处于自检和保护模式时，光开关(9)隔断点火电路，起到光学安保的作用。
7.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述驱动控制模块(4)具有自检信号识别功能，通过判断自检信号是否满足光路完整的参考值进行自检与点火状态的切换控制。
8.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述系统包括如下3种工作模式：
保险模式：电源供电，所述点火光源(5)、检测光源(6)和光开关不供电，所述光开关(9)处于检测光路；
检测模式：所述驱动控制模块(4)接收检测指令，解除检测光源(6)电子保险，检测光源(6)工作，光开关(9)接通检测光路，系统开始进行光路检测；
点火模式：所述驱动控制模块(4)判断出自检合格后发出点火指令，解除点火光源(5)保险，检测光源(6)上保险，光开关(9)将光路切换至点火光路，系统开始进行点火工作。
技术总结
本发明属于激光点火领域，特别是一种基于双光纤双波长自检的半导体激光点火系统。包括驱动控制模块、点火光源、检测光源、光开关、点火器和光电探测器；点火光源、检测光源一端与驱动控制模块连接，另一端分别通过第一光纤连接器和第二光纤连接器与光开关连接；光开关另一端通过第三光纤连接器和耦合光纤与点火器连接；光电探测器一端通过耦合光纤与点火器连接，另一端与驱动控制模块连接。本发明通过光开关来控制点火光路和检测光路的切换，避免因使用耦合器带来的激光功率衰减，且能避免点火器的误发火，起到光学保险的作用。
技术研发人员：吴立志;曹金乐;沈瑞琪
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：.08.01
技术公布日：.11.22
