Lumispot Technology Co., Ltd., bazată pe ani de cercetare și dezvoltare, a dezvoltat cu succes un laser pulsat de dimensiune mică și greutate redusă, cu energie de 80 mJ, frecvență de repetiție de 20 Hz și lungime de undă sigură pentru ochiul uman de 1,57 μm. Acest rezultat al cercetării a fost obținut prin creșterea eficienței conversației a KTP-OPO și prin optimizarea ieșirii modulului laser cu diodă sursă pompei. Conform rezultatului testului, acest laser îndeplinește cerințele largi de temperatură de lucru de la -45 ℃ la 65 ℃ cu performanțe excelente, atingând nivelul avansat în China.
Telemetrul cu laser pulsat este un instrument de măsurare a distanței prin avantajul pulsului laser îndreptat către țintă, cu avantajele capacității de stabilire a distanței de înaltă precizie, capacitate puternică anti-interferență și structură compactă. Produsul este utilizat pe scară largă în măsurarea ingineriei și în alte domenii. Această metodă de stabilire a distanței cu laser în impulsuri este cea mai utilizată în aplicarea măsurătorilor la distanțe lungi. În acest telemetru de distanță lungă, este mai de preferat să alegeți laserul cu stare solidă cu energie mare și unghi mic de difuzare a fasciculului, folosind tehnologia Q-switching pentru a scoate impulsurile laser în nanosecunde.
Tendințele relevante ale telemetrului cu laser pulsat sunt următoarele:
(1) Telemetru laser sigur pentru ochi uman: oscilatorul optic parametric de 1,57 um înlocuiește treptat poziția telemetrului tradițional cu laser cu lungime de undă de 1,06 um în majoritatea câmpurilor de telemetrie.
(2) Telemetru laser la distanță miniaturizat cu dimensiuni mici și greutate redusă.
Odată cu îmbunătățirea performanței sistemului de detectare și imagini, sunt necesare telemetrie laser de la distanță capabile să măsoare ținte mici de 0,1 m² pe 20 km. Prin urmare, este urgent să se studieze telemetrul laser de înaltă performanță.
În ultimii ani, Lumispot Tech a depus efort pentru cercetarea, proiectarea, producția și vânzarea laserului cu stare solidă cu lungime de undă de 1,57 um, sigur pentru ochi, cu unghi mic de împrăștiere a fasciculului și performanță de operare ridicată.
Recent, Lumispot Tech, a proiectat un laser răcit cu aer cu o lungime de undă sigură pentru ochi de 1,57 um, cu putere de vârf ridicată și structură compactă, rezultat din cererea practică în cadrul cercetării telemetrului laser de minimizare la distanță lungă,. După experiment, acest laser arată larg. perspective de aplicare, posedă performanțe excelente, adaptabilitate puternică la mediu la o gamă largă de temperaturi de lucru de la -40 la 65 de grade Celsius,
Prin următoarea ecuație, cu cantitatea fixă de altă referință, prin îmbunătățirea puterii de ieșire de vârf și scăderea unghiului de împrăștiere a fasciculului, poate îmbunătăți distanța de măsurare a telemetrului. Ca rezultat, cei 2 factori: valoarea puterii de ieșire de vârf și unghiul mic de împrăștiere a fasciculului cu structură compactă laser cu funcție de răcire cu aer este partea cheie care decide capacitatea de măsurare a distanței a unui telemetru specific.
Partea cheie pentru realizarea laserului cu lungime de undă sigură pentru ochiul uman este tehnica oscilatorului optic parametric (OPO), inclusiv opțiunea cristalului neliniar, metoda de potrivire a fazelor și proiectarea structurii interiol OPO. Alegerea cristalului neliniar depinde de coeficientul neliniar mare, pragul ridicat de rezistență la deteriorare, proprietățile chimice și fizice stabile și tehnicile de creștere mature etc., potrivirea fazelor ar trebui să aibă prioritate. Selectați o metodă de potrivire a fazelor necritice cu unghi mare de acceptare și unghi mic de plecare; Structura cavității OPO ar trebui să ia în considerare eficiența și calitatea fasciculului pe baza asigurării fiabilității. Curba de schimbare a lungimii de undă de ieșire KTP-OPO cu unghi de potrivire a fazei, când θ=90 °, lumina semnalului poate ieși exact în siguranță pentru ochiul uman laser. Prin urmare, cristalul proiectat este tăiat de-a lungul unei laturi, potrivirea unghiului utilizată θ=90°，φ=0°, adică utilizarea metodei de potrivire a clasei, când coeficientul neliniar efectiv al cristalului este cel mai mare și nu există efect de dispersie .
Pe baza unei analize cuprinzătoare a problemei de mai sus, combinată cu nivelul de dezvoltare al tehnicii și echipamentelor laser interne actuale, soluția tehnică de optimizare este: OPO adoptă un KTP-OPO cu dublă cavitate externă, fără potrivire a fazelor de Clasa II. proiecta; cele 2 KTP-OPO sunt incidente vertical într-o structură tandem pentru a îmbunătăți eficiența conversiei și fiabilitatea laserului, așa cum se arată înFigura 1Mai sus.
Sursa de pompă este o matrice de laser semiconductoare răcită conductivă, dezvoltată și auto-cerceată, cu un ciclu de lucru de cel mult 2%, o putere de vârf de 100 W pentru o singură bară și o putere totală de lucru de 12.000 W. Prisma în unghi drept, oglinda plană cu reflexie completă și polarizatorul formează o cavitate rezonantă de ieșire cuplată cu polarizare pliată, iar prisma în unghi drept și placa de undă sunt rotite pentru a obține ieșirea dorită de cuplare laser de 1064 nm. Metoda de modulare Q este o modulație Q electro-optică activă presurizată bazată pe cristal KDP.
Figura 1Două cristale KTP conectate în serie
În această ecuație, Prec este cea mai mică putere de lucru detectabilă;
Pout este valoarea de vârf a puterii de lucru;
D este deschiderea sistemului optic de recepție;
t este transmisia sistemului optic;
θ este unghiul de împrăștiere al fasciculului emițător al laserului;
r este rata de reflexie a țintei;
A este aria secțiunii transversale echivalente țintă;
R este cel mai mare domeniu de măsurare;
σ este coeficientul de absorbție atmosferică.
Figura 2: Modulul matricei de bare în formă de arc prin auto-dezvoltare,
cu tija de cristal YAG în mijloc.
TheFigura 2este stivele de bare în formă de arc, punând tijele de cristal YAG ca mediu laser în interiorul modulului, cu o concentrație de 1%. Pentru a rezolva contradicția dintre mișcarea laterală a laserului și distribuția simetrică a ieșirii laser, a fost utilizată o distribuție simetrică a matricei LD la un unghi de 120 de grade. Sursa pompei are o lungime de undă de 1064 nm, două module de bară cu matrice curbă de 6000 W în pompare tandem cu semiconductori în serie. Energia de ieșire este de 0-250 mJ cu o lățime a impulsului de aproximativ 10 ns și o frecvență mare de 20 Hz. se folosește o cavitate pliată, iar laserul cu lungimea de undă de 1,57 μm este scos după un cristal neliniar KTP în tandem.
Graficul 3Desenul dimensional al laserului pulsat cu lungimea de undă de 1,57 um
Graficul 4: echipament de eșantionare cu laser pulsat cu lungime de undă de 1,57 um
Graficul 5:Ieșire de 1,57 μm
Graficul 6:Eficiența de conversie a sursei pompei
Adaptarea măsurării energiei laser pentru a măsura puterea de ieșire a 2 tipuri de lungimi de undă, respectiv. Conform graficului de mai jos, rezultatul valorii energiei a fost valoarea medie care lucrează sub 20Hz cu o perioadă de lucru de 1 min. Dintre acestea, energia generată de laserul cu lungimea de undă de 1,57 um are modificarea consecventă cu relația dintre energia sursei pompei cu lungimea de undă de 1064 nm. Când energia sursei pompei este egală cu 220 mJ, energia de ieșire a laserului cu lungime de undă de 1,57 um este capabilă să atingă 80 mJ, cu rata de conversie de până la 35%. Deoarece semnalul luminos OPO este generat sub acțiunea unei anumite densități de putere a luminii cu frecvență fundamentală, valoarea sa de prag este mai mare decât valoarea de prag a luminii cu frecvența fundamentală de 1064 nm, iar energia sa de ieșire crește rapid după ce energia de pompare depășește valoarea pragului OPO. . Relația dintre energia de ieșire a OPO și eficiența cu energia de ieșire a luminii cu frecvența fundamentală este prezentată în figură, din care se poate observa că eficiența de conversie a OPO poate ajunge până la 35%.
În cele din urmă, se poate obține o ieșire a impulsului laser cu o lungime de undă de 1,57 μm cu o energie mai mare de 80 mJ și o lățime a impulsului laser de 8,5 ns. unghiul de divergență al fasciculului laser de ieșire prin expansorul fasciculului laser este de 0,3 mrad. simulările și analizele arată că capacitatea de măsurare a distanței a unui telemetru cu laser cu impulsuri care utilizează acest laser poate depăși 30 km.
| Lungime de undă | 1570±5nm |
| Frecvența de repetare | 20 Hz |
| Unghiul de împrăștiere a fasciculului laser (extinderea fasciculului) | 0,3-0,6 mrad |
| Lățimea pulsului | 8,5 ns |
| Energia pulsului | 80 mJ |
| Program de lucru continuu | 5 min |
| Greutate | ≤1,2 kg |
| Temperatura de lucru | -40℃~65℃ |
| Temperatura de depozitare | -50℃~65℃ |
Pe lângă îmbunătățirea propriei investiții în cercetare și dezvoltare în tehnologie, consolidarea construcției echipei de cercetare și dezvoltare și perfecționarea sistemului de inovare în cercetare și dezvoltare tehnologică, Lumispot Tech cooperează, de asemenea, activ cu instituții de cercetare externe în industrie-universitate-cercetare și a stabilit o relație bună de cooperare cu experți interni celebri în industrie. Tehnologia de bază și componentele cheie au fost dezvoltate independent, toate componentele cheie au fost dezvoltate și fabricate independent și toate dispozitivele au fost localizate. Bright Source Laser accelerează în continuare ritmul dezvoltării și inovației tehnologice și va continua să introducă module de telemetru cu laser pentru siguranța ochiului uman cu costuri mai mici și mai fiabile pentru a satisface cererea pieței.
Ora postării: 21-jun-2023