一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種吸氣劑激活方法，特別是關(guān)于一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑的激光輻照激活方法。所述吸氣劑激活方法，使用激光輻照加熱技術(shù)，激光器為大功率半導(dǎo)體激光器，激光波長(zhǎng)處于近紅外波段，通過(guò)光纖耦合器引導(dǎo)輸出激光束照激光陀螺內(nèi)置的吸氣劑表面，調(diào)整激光功率，持續(xù)照射一定時(shí)間，即可達(dá)到激活效果。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法激活效率高、操作方便，具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于真空技術(shù)，特別是涉及一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法。
技術(shù)介紹
激光陀螺作為一種要求具備長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定特點(diǎn)的真空系統(tǒng)，需要內(nèi)置吸氣劑來(lái)吸附腔體內(nèi)部的雜質(zhì)氣體，保證工作氣體介質(zhì)的純度和比例，從而增加工作壽命和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。內(nèi)置吸氣劑必須先經(jīng)過(guò)加熱激活，排除自身體內(nèi)的雜氣，才能起到吸氣的作用。目前在真空系統(tǒng)中常用的吸氣劑激活方法有三種，分別是直接通電加熱法，熱輻射加熱法和高頻感應(yīng)加熱法。第一種是吸氣劑內(nèi)部埋有熱子，將熱子通電后直接加熱吸氣劑激活，第二種是通過(guò)外界烘烤的熱輻射加熱，比如靠近電弧管，借助熱輻射激活，第三種是使用高頻感應(yīng)線圈，使吸氣劑內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流而加熱。以上激活方法都存在一些缺陷：1、自帶熱子的吸氣劑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配牢固度不足，且熱子本身強(qiáng)度不高，在受到?jīng)_擊振動(dòng)時(shí)容易造成顆粒脫落而使真空器件失效；2、有些器件受材料、工藝、氣體等限制，無(wú)法采用熱輻射或高頻感應(yīng)加熱法，且采用這兩種非接觸式激活方法，需要考慮熱源功率、與吸氣劑相對(duì)位置等因素，能量利用不充分，激活效率低下；3、對(duì)高頻感應(yīng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于在吸氣劑內(nèi)部感生的電流較小，需要大的高頻功率在空間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，有可能使得真空系統(tǒng)內(nèi)部的其他零件受磁場(chǎng)感生電流失效或受熱放氣影響系統(tǒng)性能。對(duì)激光陀螺來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索研制和工藝優(yōu)化，目前常用的內(nèi)置吸氣劑是非蒸散型片狀結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)激活方法是高頻感應(yīng)加熱法。隨著激光陀螺的體積小型化和結(jié)構(gòu)集成化的發(fā)展，目前傳統(tǒng)高頻感應(yīng)加熱吸氣劑激活方法的缺陷已日漸凸顯，所以迫切需要一種新的用于激光陀螺內(nèi)置吸氣劑的激活方法，以滿足小空間、高效率的結(jié)構(gòu)和激活要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型化激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活的不方便、效率低問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)使用激光輻照技術(shù)，提供了一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法，其由光纖耦合器將激光束照射位于激光陀螺儲(chǔ)氣孔的吸氣劑表面，對(duì)吸氣劑進(jìn)行持續(xù)輻照加熱并激活。所述激光束由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，其波長(zhǎng)處于800nm至2000nm的近紅外波段，且工作方式為連續(xù)激光。激光束垂直輻照于吸氣劑表面，激光光斑處于表面中心位置。激光陀螺儲(chǔ)氣孔直徑不大于12mm。所述的激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法，其具體步驟如下：步驟1.調(diào)節(jié)輸出激光束的光纖耦合器位置并可使用相應(yīng)工具固定于激光陀螺大孔中心，使出光方向與吸氣劑表面保持相對(duì)垂直；步驟2.開(kāi)啟激光器，調(diào)節(jié)激光的輸出功率；步驟3.光纖耦合器中輸出激光，微調(diào)激光輻照位置，使光斑置于表面中心位置；步驟4.保持激光功率和照射位置，持續(xù)一定時(shí)間；步驟5.激活完成，關(guān)閉激光器，撤離光纖耦合器。相較于現(xiàn)有技術(shù)激活吸氣劑，本專(zhuān)利技術(shù)吸氣劑激活方法，利用激光輻照技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光陀螺內(nèi)置吸氣劑的激活，提供了一種激活效率高、操作方便的吸氣劑激活方法。該方法使用近紅外波段的大功率激光，具有方向集中、能量高、光斑小等特點(diǎn)，特別適用于小型化激光陀螺內(nèi)置吸氣劑的激活，且設(shè)備體積小巧，裝置操作方便，現(xiàn)象易于觀察，激活效率較高，因此具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)吸氣劑激光輻照激活方法的實(shí)施方式流程圖；圖2是本專(zhuān)利技術(shù)激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活裝置示意圖；圖3是吸氣劑表面激光輻照示意圖；圖4是激光陀螺腔體材料透射譜線圖；其中，1-激光陀螺，2-腔體，3-儲(chǔ)氣孔，4-吸氣劑，5-腔體大孔，6-光纖耦合器，7-激光束，8-激光光斑。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：請(qǐng)參閱圖1，其是本專(zhuān)利技術(shù)吸氣劑激光輻照激活方法的第一實(shí)施方式流程圖。本專(zhuān)利技術(shù)激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法通過(guò)光纖耦合器將激光束照射位于激光陀螺儲(chǔ)氣孔的吸氣劑表面，對(duì)吸氣劑進(jìn)行持續(xù)輻照加熱并激活吸氣劑。本實(shí)施方式中，其步驟如下：步驟1.調(diào)節(jié)輸出激光束的光纖耦合器位置，可使用工具固定于激光陀螺大孔中心位置，使出光方向與吸氣劑表面保持相對(duì)垂直；步驟2.開(kāi)啟激光器，調(diào)節(jié)激光輸出的功率；步驟3.光纖耦合器中輸出激光，微調(diào)激光輻照位置，使光斑置于吸氣劑表面中心位置；步驟4.保持激光功率和照射位置，持續(xù)一定時(shí)間；步驟5.激活完成，關(guān)閉激光器，撤離光纖耦合器。請(qǐng)參閱圖2，其是本專(zhuān)利技術(shù)應(yīng)用于激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活裝置示意圖。所述吸氣劑4安置于激光陀螺1的腔體2內(nèi)部的儲(chǔ)氣孔3中，激光束7由固定于腔體大孔5中心的光纖耦合器6中引導(dǎo)輸出，垂直照射在吸氣劑4的表面。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3，其是吸氣劑表面受激光輻照示意圖。所述光纖耦合器6中引導(dǎo)輸出的激光束7垂直照射于吸氣劑4的表面，照射區(qū)域?yàn)閳A形的激光光斑8。其中激光束7為近紅外區(qū)域波段的激光，由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，并通過(guò)光纖耦合器6引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光束輸出。請(qǐng)參閱圖4，是激光陀螺腔體材料透射譜線圖。在本專(zhuān)利技術(shù)中，激光的選取需考慮三點(diǎn)，激光陀螺1的腔體2材料、吸氣劑4材料所具有的特殊性、以及功率大小，對(duì)激光的波長(zhǎng)范圍、吸收率、工作類(lèi)型都有一定要求。圖4中的兩條曲線分別代表腔體2材料厚度分別為5mm和25mm時(shí)透射光的譜線圖，可以看出只有處于虛線框中波長(zhǎng)范圍段的激光透射率較高，符合實(shí)際使用要求；另外吸氣劑4屬于合金材料(鋯基合金)，對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的激光吸收效率較低；該方法中要求高的激光輸出功率，而且需使用連續(xù)激光照射，而不選擇脈沖激光，以防止單脈沖瞬時(shí)能量過(guò)高和累積效應(yīng)，致使局部小面積過(guò)熱破壞吸氣劑4的表面材料結(jié)構(gòu)。綜合考慮，本專(zhuān)利技術(shù)中選用的激光具有一定特殊性，如工業(yè)中常用的CO2激光器雖然功率較大，但不滿足前兩點(diǎn)要求，因此，該方法中選用半導(dǎo)體激光器來(lái)產(chǎn)生連續(xù)激光(實(shí)際使用中不局限于單一種類(lèi)激光器)，波長(zhǎng)范圍處于近紅外波段(800nm至2000nm)，其優(yōu)點(diǎn)在于效率高、耗能小、功率大、穩(wěn)定性好。另外，由于內(nèi)置吸氣劑4設(shè)置在激光陀螺1的儲(chǔ)氣孔3內(nèi)，其尺寸必須滿足儲(chǔ)氣孔3的要求(直徑不大于12mm)。同時(shí)，由于激光陀螺結(jié)構(gòu)形狀的特殊性，激光器本體輸出的激光難以直接照射吸氣劑。為此，本專(zhuān)利技術(shù)采用光纖耦合器6將激光束7引導(dǎo)傳輸至吸氣劑，且所輸出至吸氣劑的激光發(fā)散角較小，能量集中，照射于吸氣劑4表面形成激光光斑8，由光能轉(zhuǎn)化為熱能，并通過(guò)內(nèi)部熱傳導(dǎo)迅速使吸氣劑4整體受熱至激活溫度。綜上所述本專(zhuān)利技術(shù)吸氣劑激活方法利用激光束直接照射在激光陀螺內(nèi)置吸本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法，其特征在于：由光纖耦合器將激光束照射位于激光陀螺儲(chǔ)氣孔的吸氣劑表面，對(duì)吸氣劑進(jìn)行持續(xù)輻照加熱并激活。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法，其特征在于：由光纖耦合器
將激光束照射位于激光陀螺儲(chǔ)氣孔的吸氣劑表面，對(duì)吸氣劑進(jìn)行持續(xù)輻
照加熱并激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法，其特征在
于：所述激光束由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，其波長(zhǎng)處于800nm至2000nm
的近紅外波段，且工作方式為連續(xù)激光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法，其特征在
于：激光束垂直輻照于吸氣劑表面，激光光斑處于表面中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光陀螺內(nèi)置吸氣劑激活方法...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：承軍，陳禹，張振輝，陳澤學(xué)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)航空工業(yè)第六一八研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西;61