某型光电瞄具激光器寿命试验研究

■ 禹 烨　袁智江　邹昌帆

某型光电瞄具激光器寿命试验研究

■ 禹 烨袁智江邹昌帆

某型光电瞄具配合某型榴弹发射器完成跟踪、测距和瞄准射击任务，已大量列装部队。随着装备使用年限的增加，该型装备的使用寿命逐渐成为部队关心的一个课题，其核心部件就是激光器，本文就该型光电瞄具激光器的寿命展开试验研究，通过数据分析和产品解剖，得出了一些有益结论。

随着新时期军事斗争准备的需要，以及武器装备的更新换代，新型光电装备大量装备部队，并在日常训练及野外驻训、军事演习中扮演着重要角色。某型榴弹发射器光电瞄准镜就是这类新型高科技装备，它集光学、电子与机械于一体，集侦察、瞄准、测距、装表功能于一身，是单兵武器家族中的重头装备。如此重要的装备，其性能的可靠性一定备受关注，因此，本文针对该光电瞄准镜的重要战技指标——激光器寿命，开展相关试验，并进行了数据分析，得到了有益的启发。

1.试验条件及数据

试验选用HG-WYK XL DC CC/CV POWER SUPPLY标准电源，自制触发计数器，NIM-E1000型激光能量计，激光调试专用电源，真空火花测定仪，107JA电子显微镜。试验原理框图如图1所示：

试验方案：用触发计数器对3具产品按每分钟6次的频率进行激光触发，30000次之内试验过程中约每间隔6000次，分别对3具试验样机进行性能测试：激光脉冲能量、测距能力和准测率。30000次之后逐渐减小测试间隔次数，直至试验样机性能下降。最终保留1具性能完好的样机，1具性能临界的样机，1具性能不达标的样机，并进行部件解剖分析。

测距次数达到30000时，3具试验样机对4500m标准靶板（最大测距距离指标）能进行稳测，测距精度满足指标要求（±5m），准测率＞97%。测距次数达到50000次时，3具试验样机性能测试仍能满足指标要求。测距次数达到54000次时，1#、3#试验样机性能测试合格，2#试验样机准测率下降到97%。其后，对1#试验样机继续试验，触发到59000次，试验样机准测率下降到97%，累计触发到70000次，1#试验样机准测率已下降到50%以下，经检测，其激光器已不能正常出光。每一阶段测量的试验样机激光脉冲能量如表1所示。

2.试验数据处理

激光脉冲能量变化对比如图2所示。

由图可见，随着触发次数的增加，激光脉冲能量在逐渐下降，下降速度在逐渐增加，且三个试验样机激光脉冲能量变化趋势基本一致；寿命指标内（30000次），激光脉冲能量下降不明显，下降幅度小于20%；激光脉冲能量是影响该瞄具测距性能关键因素，影响测距能力的临界点约为6mJ。

图1 试验原理框图

3.试验结果分析

为了进一步分析试验样机测距性能下降的主要原因，对1#、2#、3#试验样机进行了分解，经测试台检查，3具试验样机的综合逻辑电路板、放大器板和电源板输出信号正常，因此重点对激光器部件进行剖析，其分解图片如图3。

该激光器由氙灯、激光棒、谐振腔和调Q染料片组成，首先对谐振腔进行检查，未出现失调，功能正常；其次对氙灯进行高压放电检测，未发现气压下降；激光棒性能较稳定，未发现异常；因此对调Q染料片进行了重点分析。通过电子显微镜发现，1#、2#、3#试验样机激光器调Q染料片上均出现激光烧蚀焦斑，其中1#比较严重，如图4所示。

由此可见，调Q染料片被激光烧蚀形成焦斑后，造成激光脉冲能量的衰减，进而影响了该光电瞄准镜的测距性能。经更换调Q染料片，经调试后，1#、2#试验样机测距能力和准侧率达到指标要求。由此说明，调Q染料片是该型激光器寿命的薄弱环节。

表1　激光脉冲能量记录表

图2 能量变化对比曲线

4.结束语

通过该试验数据分析可得出以下有益结论：

（1）该类型YAG激光器寿命指标30000次是有冗余的，适当条件下可以将寿命参数提高至50000次。

（2）该类型激光器的影响寿命参数的薄弱环节是调Q染料片，可以通过更换染料片来延长激光器寿命，改进设计时可以采用调Q晶体代替调Q染料片，以提高激光器的寿命参数。

（3）随着触发次数的增加，激光脉冲能量在逐渐下降，下降速度在逐渐增加；激光脉冲能量是影响激光测距机测距能力的主要因素。

本文的试验方法对其它类型激光器寿命分析研究有广泛的借鉴意义。

图3　试验样机分解图片和调Q染料片图片

图4　电子显微镜下1#样机激光器调Q染料片图片

［1］卢永谋，石顺详等.环形腔氦氖激光器加速寿命试验分析［J］.电子科技，2010（8）.

［2］荣宝辉，王晓燕等.大功率半导体激光器加速寿命测试方法［J］.半导体技术，2008， 33（4）.

［3］马永波，彭述明等，影响高功率脉冲氙灯寿命的因素［J］.强激光与粒子束，2010，22（10）.

（作者单位：总装驻扬州地区军代室）