Spoločnosť Lumispot Technology Co., Ltd. na základe rokov výskumu a vývoja úspešne vyvinula malý a ľahký pulzný laser s energiou 80 mJ, opakovacou frekvenciou 20 Hz a vlnovou dĺžkou 1,57 μm bezpečnou pre ľudské oči. Tento výsledok výskumu bol dosiahnutý zvýšením konverzačnej účinnosti KTP-OPO a optimalizáciou výkonu modulu diódového lasera zdroja čerpadla. Podľa výsledku testu tento laser spĺňa požiadavky na širokú pracovnú teplotu od -45 ℃ do 65 ℃ s vynikajúcim výkonom a dosahuje pokročilú úroveň v Číne.
Pulzný laserový diaľkomer je prístroj na meranie vzdialenosti s výhodou laserového pulzu nasmerovaného na cieľ, s výhodami vysoko presného diaľkomeru, silnej odolnosti proti rušeniu a kompaktnej konštrukcie. Produkt je široko používaný v inžinierskom meraní a iných oblastiach. Táto metóda pulzného laserového určovania vzdialenosti je najrozšírenejšia pri aplikácii merania na veľké vzdialenosti. V tomto diaľkovom diaľkomere je vhodnejšie zvoliť pevnolátkový laser s vysokou energiou a malým uhlom rozptylu lúča pomocou technológie Q-switching na výstup nanosekundových laserových impulzov.
Relevantné trendy pulzného laserového diaľkomeru sú nasledovné:
(1) Laserový diaľkomer bezpečný pre ľudské oko: Optický parametrický oscilátor 1,57 um postupne nahrádza polohu tradičného laserového diaľkomeru s vlnovou dĺžkou 1,06 um vo väčšine polí na meranie vzdialenosti.
(2) Miniaturizovaný diaľkový laserový diaľkomer s malými rozmermi a nízkou hmotnosťou.
So zlepšením výkonu detekčného a zobrazovacieho systému sú potrebné vzdialené laserové diaľkomery schopné merať malé ciele 0,1 m² nad 20 km. Preto je naliehavé študovať vysokovýkonný laserový diaľkomer.
V posledných rokoch sa Lumispot Tech zameral na výskum, návrh, výrobu a predaj 1,57um vlnovej dĺžky pre oči bezpečného polovodičového lasera s malým uhlom rozptylu lúča a vysokým prevádzkovým výkonom.
Spoločnosť Lumispot Tech nedávno navrhla vzduchom chladený laser s vlnovou dĺžkou 1,57 um, ktorý je bezpečný pre oči, s vysokým špičkovým výkonom a kompaktnou štruktúrou, čo vyplýva z praktickej požiadavky v rámci výskumu minizačného diaľkového laserového diaľkomeru. Po experimente tento laser ukazuje široký aplikačné vyhliadky, má vynikajúci výkon, silnú adaptabilitu na životné prostredie v širokom rozsahu pracovných teplôt od - 40 do 65 stupňov Celzia,
Prostredníctvom nasledujúcej rovnice, s pevným množstvom inej referencie, zlepšením špičkového výstupného výkonu a znížením uhla rozptylu lúča, môže zlepšiť meraciu vzdialenosť diaľkomeru. Výsledkom je, že 2 faktory: hodnota špičkového výstupného výkonu a malý uhol rozptylu lúča kompaktný laser s funkciou chladenia vzduchom je kľúčovou súčasťou, ktorá rozhoduje o schopnosti konkrétneho diaľkomeru merať vzdialenosť.
Kľúčovou súčasťou pre realizáciu lasera s vlnovou dĺžkou bezpečnou pre ľudské oko je technika optického parametrického oscilátora (OPO), vrátane možnosti nelineárneho kryštálu, metódy fázového prispôsobenia a návrhu vnútornej štruktúry OPO. Výber nelineárneho kryštálu závisí od veľkého nelineárneho koeficientu, vysokého prahu odolnosti voči poškodeniu, stabilných chemických a fyzikálnych vlastností a techník zrelého rastu atď., prednosť by mala mať fázové prispôsobenie. Vyberte nekritickú metódu fázového prispôsobenia s veľkým uhlom prijatia a malým uhlom odchodu; Štruktúra dutiny OPO by mala brať do úvahy účinnosť a kvalitu lúča na základe zabezpečenia spoľahlivosti. krivka zmeny výstupnej vlnovej dĺžky KTP-OPO s uhlom fázového prispôsobenia, keď je θ=90°, signálne svetlo môže presne vyžarovať ľudské oko bezpečne laser. Preto je navrhnutý kryštál rezaný pozdĺž jednej strany, používa sa prispôsobenie uhla θ=90°，φ=0°, to znamená použitie metódy triedneho párovania, keď je efektívny nelineárny koeficient kryštálu najväčší a nedochádza k žiadnemu disperznému efektu. .
Na základe komplexného zváženia vyššie uvedeného problému v kombinácii s úrovňou vývoja súčasnej domácej laserovej techniky a vybavenia je technické riešenie optimalizácie: OPO používa nekritickú fázovo prispôsobenú vonkajšiu dutinu KTP-OPO triedy II. dizajn; 2 KTP-OPO sú vertikálne dopadajúce v tandemovej štruktúre, aby sa zlepšila účinnosť konverzie a spoľahlivosť lasera, ako je znázornené naObrázok 1Vyššie.
Zdrojom čerpadla je samovýskumné a vyvinuté vodivé chladené polovodičové laserové pole s pracovným cyklom maximálne 2 %, špičkovým výkonom 100 W pre jednu tyč a celkovým pracovným výkonom 12 000 W. Pravouhlý hranol, rovinné celoreflexné zrkadlo a polarizátor tvoria zloženú polarizačne spojenú výstupnú rezonančnú dutinu a pravouhlý hranol a vlnová doska sa otáčajú, aby sa získal požadovaný 1064 nm laserový spojovací výstup. Metóda Q modulácie je tlaková aktívna elektrooptická Q modulácia založená na KDP kryštáli.
Obrázok 1Dva kryštály KTP zapojené do série
V tejto rovnici je Prec najmenší zistiteľný pracovný výkon;
Pout je špičková výstupná hodnota pracovného výkonu;
D je apertúra prijímacieho optického systému;
t je priepustnosť optického systému;
θ je uhol rozptylu vyžarujúceho lúča lasera;
r je miera odrazu cieľa;
A je cieľová ekvivalentná plocha prierezu;
R je najväčší rozsah merania;
σ je koeficient absorpcie atmosféry.
Obrázok 2: Modul tyčového poľa v tvare oblúka prostredníctvom vlastného vývoja,
s krištáľovou tyčou YAG v strede.
TheObrázok 2sú oblúkové tyče, vkladajúce kryštálové tyče YAG ako laserové médium do modulu s koncentráciou 1%. Na vyriešenie rozporu medzi laterálnym pohybom lasera a symetrickým rozložením laserového výstupu sa použilo symetrické rozloženie poľa LD pod uhlom 120 stupňov. Zdrojom čerpadla je vlnová dĺžka 1064nm, dva 6000W zakrivené tyčové moduly v sériovom polovodičovom tandemovom čerpaní. Výstupná energia je 0-250mJ so šírkou impulzu asi 10ns a vysokou frekvenciou 20Hz. používa sa skladaná dutina a laser s vlnovou dĺžkou 1,57 μm vychádza po tandemovom nelineárnom kryštáli KTP.
Graf 3Rozmerový výkres pulzného lasera s vlnovou dĺžkou 1,57 um
Graf 4: pulzné laserové vzorkovacie zariadenie s vlnovou dĺžkou 1,57 um
Graf 5:Výstup 1,57 μm
Graf 6:Účinnosť konverzie zdroja čerpadla
Prispôsobenie merania laserovej energie na meranie výstupného výkonu 2 druhov vlnových dĺžok. Podľa nižšie uvedeného grafu bola výsledkom energetickej hodnoty priemerná hodnota pracujúca pri frekvencii 20 Hz s 1 minútou pracovnej doby. Spomedzi nich má energia generovaná laserom s vlnovou dĺžkou 1,57 um následnú zmenu vo vzťahu k energii zdroja s vlnovou dĺžkou 1064 nm. Keď sa energia čerpacieho zdroja rovná 220 mJ, výstupná energia lasera s vlnovou dĺžkou 1,57 um je schopná dosiahnuť 80 mJ s mierou konverzie až 35 %. Keďže signálne svetlo OPO sa generuje pôsobením určitej hustoty výkonu svetla so základnou frekvenciou, jeho prahová hodnota je vyššia ako prahová hodnota svetla so základnou frekvenciou 1064 nm a jeho výstupná energia sa rýchlo zvyšuje, keď čerpacia energia prekročí prahovú hodnotu OPO. . Vzťah medzi výstupnou energiou OPO a účinnosťou s energiou na výstupe svetla základnej frekvencie je znázornený na obrázku, z ktorého je zrejmé, že účinnosť premeny OPO môže dosiahnuť až 35 %.
Nakoniec je možné dosiahnuť výstup laserového impulzu s vlnovou dĺžkou 1,57 μm s energiou väčšou ako 80 mJ a šírkou laserového impulzu 8,5 ns. uhol divergencie výstupného laserového lúča cez expandér laserového lúča je 0,3 mrad. simulácie a analýzy ukazujú, že schopnosť merania dosahu pulzného laserového diaľkomeru pomocou tohto lasera môže presiahnuť 30 km.
| Vlnová dĺžka | 1570 ± 5 nm |
| Frekvencia opakovania | 20 Hz |
| Uhol rozptylu laserového lúča (expanzia lúča) | 0,3 - 0,6 mrad |
| Šírka impulzu | 8,5 ns |
| Energia pulzu | 80 mJ |
| Nepretržitá pracovná doba | 5 min |
| Hmotnosť | ≤ 1,2 kg |
| Pracovná teplota | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Skladovacia teplota | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
Okrem zlepšovania vlastných investícií do technologického výskumu a vývoja, posilňovania budovania R&D tímu a zdokonaľovania technologického R&D inovačného systému Lumispot Tech aktívne spolupracuje aj s externými výskumnými inštitúciami v oblasti priemyslu-univerzita-výskumu a nadviazal dobrý vzťah spolupráce s domáci známi odborníci z priemyslu. Základná technológia a kľúčové komponenty boli vyvinuté nezávisle, všetky kľúčové komponenty boli vyvinuté a vyrobené nezávisle a všetky zariadenia boli lokalizované. Bright Source Laser stále zrýchľuje tempo technologického vývoja a inovácií a bude pokračovať v zavádzaní lacnejších a spoľahlivejších modulov bezpečnostných laserových diaľkomerov pre ľudské oko, aby uspokojil dopyt na trhu.
Čas odoslania: 21. júna 2023