Lumispot Technology Co., Ltd. on aastatepikkuse uurimis- ja arendustegevuse tulemusel edukalt välja töötanud väikese ja kerge impulsslaseri energiaga 80 mJ, kordussagedusega 20 Hz ja inimsilmale ohutu lainepikkusega 1,57 μm. See uurimistulemus saavutati KTP-OPO laseri konversiooni efektiivsuse suurendamise ja pump-dioodlasermooduli väljundi optimeerimise teel. Testitulemuste kohaselt vastab see laser suurepärase jõudlusega laiale töötemperatuuri nõudele vahemikus -45 ℃ kuni 65 ℃, saavutades Hiinas kõrgeima taseme.
Impulsslaserkaugusmõõtja on kauguse mõõtmise vahend, mille eeliseks on sihtmärgile suunatud laserimpulss, suure täpsusega kaugusemõõtmine, tugev häiretevastane võime ja kompaktne konstruktsioon. Toodet kasutatakse laialdaselt tehnilistes mõõtmistes ja muudes valdkondades. Seda impulsslaserkauguse mõõtmise meetodit kasutatakse kõige laialdasemalt pikamaamõõtmisel. Selle pikamaakaugusmõõtja puhul on eelistatavam valida suure energia ja väikese kiire hajumisnurgaga tahkislaser, mis kasutab nanosekundiliste laserimpulsside väljastamiseks Q-lülitustehnoloogiat.
Impulsslaserkaugusmõõtja asjakohased trendid on järgmised:
(1) Inimsilmale ohutu laserkaugusmõõtja: 1,57 μm optiline parameetriline ostsillaator asendab järk-järgult traditsioonilise 1,06 μm lainepikkusega laserkaugusmõõtja positsiooni enamikus kaugusemõõtmise väljades.
(2) Väikese suurusega ja kerge miniatuurne kaugjuhtimisega laserkaugusmõõtja.
Tuvastus- ja pildistamissüsteemide jõudluse paranemisega on tekkinud vajadus kaugjuhtimisega laserkaugusmõõtjate järele, mis suudavad mõõta väikeseid sihtmärke suurusega 0,1 m² kuni 20 km kaugusel. Seetõttu on kiireloomuline uurida suure jõudlusega laserkaugusmõõtjaid.
Viimastel aastatel on Lumispot Tech panustanud 1,57 μm lainepikkusega silmasõbraliku tahkislaseri uurimisse, disaini, tootmisse ja müüki, millel on väike kiire hajumisnurk ja kõrge tööomadus.
Hiljuti konstrueeris Lumispot Tech 1,57 μm silmasõbraliku lainepikkusega õhkjahutusega laseri, millel on suur tippvõimsus ja kompaktne struktuur. See tulenes praktilisest nõudlusest minimeeritud pikamaa-laserkaugusmõõtja uuringutes. Pärast katset näitas see laser laialdasi rakendusvõimalusi, suurepärast jõudlust ja tugevat keskkonnasõbralikkust laias töötemperatuuri vahemikus -40 kuni 65 kraadi Celsiuse järgi.
Järgmise võrrandi abil saab kaugusmõõtja mõõtekaugust parandada, kasutades fikseeritud hulka muud võrdlusväärtust, parandades tippväljundvõimsust ja vähendades kiire hajumisnurka. Selle tulemusena on kaks tegurit: tippväljundvõimsuse väärtus ja väike kiire hajumisnurk, mis määravad konkreetse kaugusmõõtja kauguse mõõtmise võime.
Inimsilmale ohutu lainepikkusega laseri realiseerimise võtmeelement on optilise parameetrilise ostsillaatori (OPO) tehnika, mis hõlmab mittelineaarse kristalli valikut, faaside sobitamise meetodit ja OPO sisemise struktuuri disaini. Mittelineaarse kristalli valik sõltub suurest mittelineaarsest koefitsiendist, kõrgest kahjustuskindluse lävest, stabiilsetest keemilistest ja füüsikalistest omadustest ning küpsetest kasvutehnikatest jne. Eelistada tuleks faaside sobitamist. Valige mittekriitiline faaside sobitamise meetod, millel on suur vastuvõtunurk ja väike lahkumisnurk. OPO õõnsuse struktuur peaks arvestama efektiivsuse ja kiire kvaliteediga, et tagada töökindlus. KTP-OPO väljundlainepikkuse muutuskõver faaside sobitamise nurga korral, kui θ = 90°, suudab signaaltuli täpselt väljastada inimsilmale ohutu laseri. Seetõttu lõigatakse projekteeritud kristall mööda ühte külge, kasutatakse nurga sobitamist θ = 90°, φ = 0°, st klasside sobitamise meetodit, kui kristalli efektiivne mittelineaarne koefitsient on suurim ja dispersiooniefekt puudub.
Eeltoodud probleemi põhjaliku kaalumise ning praeguse kodumaise lasertehnika ja -seadmete arengutaseme põhjal on optimeerimise tehniline lahendus järgmine: OPO kasutab II klassi mittekriitilist faaside sobitamise välise õõnsusega kaheõõnslist KTP-OPO disaini; kaks KTP-OPO-d on vertikaalselt tandemstruktuuris paigutatud, et parandada muundamise efektiivsust ja laseri töökindlust, nagu on näidatud joonisel.Joonis 1Ülalpool.
Pumbaallikas on ise uuritud ja arendatud juhtiva jahutusega pooljuhtlaserite massiiv, mille töötsükkel on maksimaalselt 2%, üksiku varda tippvõimsus 100 W ja koguvõimsus 12 000 W. Täisnurkprisma, tasapinnaline täielikult peegeldav peegel ja polarisaator moodustavad volditud polarisatsiooniga sidestatud väljundresonantsõõnsuse ning täisnurkprismat ja laineplaati pööratakse soovitud 1064 nm laseri sidestusväljundi saamiseks. Q-modulatsiooni meetod on rõhu all olev aktiivne elektrooptiline Q-modulatsioon, mis põhineb KDP kristallil.
Joonis 1Kaks järjestikku ühendatud KTP kristalli
Selles võrrandis on Prec väikseim tuvastatav töövõimsus;
Pout on töövõimsuse tippväljundväärtus;
D on vastuvõtva optilise süsteemi ava;
t on optilise süsteemi läbilaskvus;
θ on laserkiire hajumisnurk;
r on sihtmärgi peegeldumiskiirus;
A on sihtmärgi ekvivalentne ristlõikepindala;
R on suurim mõõtepiirkond;
σ on atmosfääri neeldumistegur.
Joonis 2Kaarekujuline ribamassiivi moodul isearenduse teel,
mille keskel on YAG kristallpulk.
SeeJoonis 2on kaarekujulised varraste virnad, kus YAG-kristallvardad on lasermeediumina mooduli sisse paigutatud 1% kontsentratsiooniga. Laseri külgmise liikumise ja laseri väljundi sümmeetrilise jaotuse vahelise vastuolu lahendamiseks kasutati LD-massiivi sümmeetrilist jaotust 120-kraadise nurga all. Pumbaallikas on 1064 nm lainepikkusega kaks 6000 W kõverat varrasmoodulit järjestikku pooljuhtide tandempumpamisega. Väljundenergia on 0–250 mJ, impulsi laius umbes 10 ns ja raske sagedus 20 Hz. Kasutatakse volditud õõnsust ja 1,57 μm lainepikkusega laser väljastatakse pärast tandem-KTP mittelineaarset kristalli.
Graafik 31,57 μm lainepikkusega impulsslaseri mõõtmete joonis
Graafik 4: 1,57 μm lainepikkusega impulsslaserproovi võtmise seadmed
Graafik 5:1,57 μm väljund
Graafik 6:Pumbaallika muundamise efektiivsus
Laseri energia mõõtmise kohandamine kahe lainepikkuse väljundvõimsuse mõõtmiseks. Alloleva graafiku kohaselt oli energia väärtuse tulemuseks keskmine väärtus, mis töötati 20 Hz juures 1-minutilise tööperioodi jooksul. Nende hulgas muutub 1,57 μm lainepikkusega laseri tekitatud energia vastavalt 1064 nm lainepikkusega pumbaallika energiale. Kui pumbaallika energia on 220 mJ, on 1,57 μm lainepikkusega laseri väljundenergia kuni 80 mJ, konversioonimääraga kuni 35%. Kuna OPO signaalvalgus genereeritakse teatud põhisagedusliku valguse võimsustiheduse toimel, on selle läviväärtus kõrgem kui 1064 nm põhisagedusliku valguse läviväärtus ja selle väljundenergia suureneb kiiresti pärast seda, kui pumpamise energia ületab OPO läviväärtuse. OPO väljundenergia ja efektiivsuse seos põhisagedusliku valguse väljundenergiaga on näidatud joonisel, kust on näha, et OPO konversioonitõhusus võib ulatuda kuni 35%-ni.
Lõpuks on võimalik saavutada 1,57 μm lainepikkusega laserimpulsi väljundenergiaga üle 80 mJ ja laserimpulsi laiusega 8,5 ns. Väljundlaserkiire hajumisnurk läbi laserkiire laiendaja on 0,3 mrad. Simulatsioonid ja analüüs näitavad, et selle laseriga impulsslaserkaugusmõõtja kauguse mõõtmise võime võib ületada 30 km.
| Lainepikkus | 1570±5 nm |
| Kordussagedus | 20 Hz |
| Laserkiire hajumisnurk (kiire laienemine) | 0,3–0,6 mrad |
| Impulsi laius | 8,5 ns |
| Impulsi energia | 80 mJ |
| Pidev tööaeg | 5 minutit |
| Kaal | ≤1,2 kg |
| Töötemperatuur | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Säilitustemperatuur | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
Lisaks oma tehnoloogiaalase uurimis- ja arendustegevuse investeeringute parandamisele, teadus- ja arendusmeeskonna tugevdamisele ning tehnoloogiaalase teadus- ja arendustegevuse innovatsioonisüsteemi täiustamisele teeb Lumispot Tech aktiivselt koostööd ka väliste teadusasutustega tööstuse, ülikoolide ja teadusuuringute valdkonnas ning on loonud head koostöösuhted tuntud kodumaiste tööstusekspertidega. Põhitehnoloogia ja põhikomponendid on välja töötatud iseseisvalt, kõik põhikomponendid on välja töötatud ja toodetud iseseisvalt ning kõik seadmed on lokaliseeritud. Bright Source Laser kiirendab jätkuvalt tehnoloogiaarenduse ja innovatsiooni tempot ning jätkab turu nõudluse rahuldamiseks odavamate ja usaldusväärsemate inimsilma ohutust tagavate laserkaugusmõõtja moodulite turuletoomist.
Postituse aeg: 21. juuni 2023