Lumispot Technology Co., Ltd., berdasarkan penyelidikan dan pembangunan selama bertahun-tahun, berjaya membangunkan laser berdenyut bersaiz kecil dan ringan dengan tenaga 80mJ, frekuensi pengulangan 20 Hz dan panjang gelombang selamat mata manusia sebanyak 1.57μm. Keputusan penyelidikan ini dicapai dengan meningkatkan kecekapan perbualan KTP-OPO dan mengoptimumkan output modul laser diod sumber pam. Menurut keputusan ujian, laser ini memenuhi keperluan suhu kerja yang luas dari -45 ℃ hingga 65 ℃ dengan prestasi yang sangat baik, mencapai tahap lanjutan di China.
Pencari Jarak Laser Berdenyut ialah instrumen pengukur jarak dengan kelebihan denyutan laser yang diarahkan ke sasaran, dengan kelebihan keupayaan pencarian jarak berketepatan tinggi, keupayaan anti-gangguan yang kuat dan struktur yang padat. Produk ini digunakan secara meluas dalam pengukuran kejuruteraan dan bidang lain. Kaedah pencarian jarak laser berdenyut ini paling banyak digunakan dalam aplikasi pengukuran jarak jauh. Dalam pencari jarak jauh ini, adalah lebih baik untuk memilih laser keadaan pepejal dengan tenaga yang tinggi dan sudut serakan pancaran yang kecil, menggunakan teknologi pensuisan-Q untuk mengeluarkan denyutan laser nanosaat.
Trend berkaitan pencari jarak laser berdenyut adalah seperti berikut:
(1) Pencari Jarak Laser Selamat untuk Mata Manusia: Pengayun parametrik optik 1.57um secara beransur-ansur menggantikan kedudukan pencari jarak laser panjang gelombang 1.06um tradisional dalam kebanyakan medan pencari jarak.
(2) Pencari Jarak Laser Jauh Miniatur bersaiz kecil dan ringan.
Dengan peningkatan prestasi sistem pengesanan dan pengimejan, pencari jarak jauh laser yang mampu mengukur sasaran kecil seluas 0.1m² dalam jarak 20 km diperlukan. Oleh itu, adalah penting untuk mengkaji pencari jarak laser berprestasi tinggi.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Lumispot Tech telah berusaha untuk penyelidikan, reka bentuk, pengeluaran dan penjualan laser keadaan pepejal selamat mata dengan panjang gelombang 1.57um dengan sudut penyebaran pancaran kecil dan prestasi operasi yang tinggi.
Baru-baru ini, Lumispot Tech telah mereka bentuk laser berpendingin udara dengan panjang gelombang selamat mata 1.57um dengan kuasa puncak yang tinggi dan struktur yang padat, hasil daripada permintaan praktikal dalam penyelidikan pencari jarak jauh laser minimasi. Selepas eksperimen, laser ini menunjukkan prospek aplikasi yang luas, mempunyai prestasi yang sangat baik, kebolehsuaian persekitaran yang kuat di bawah julat suhu kerja yang luas dari -40 hingga 65 darjah Celsius.
Melalui persamaan berikut, dengan kuantiti tetap rujukan lain, dengan meningkatkan kuasa output puncak dan mengurangkan sudut penyebaran pancaran, ia dapat meningkatkan jarak pengukuran pencari jarak. Hasilnya, 2 faktor: nilai kuasa output puncak dan sudut penyebaran pancaran kecil, struktur padat laser dengan fungsi penyejukan udara adalah bahagian utama yang menentukan keupayaan pengukuran jarak pencari jarak tertentu.
Bahagian penting untuk merealisasikan laser dengan panjang gelombang selamat mata manusia ialah teknik pengayun parametrik optik (OPO), termasuk pilihan kristal tak linear, kaedah pemadanan fasa dan reka bentuk struktur dalaman OPO. Pemilihan kristal tak linear bergantung pada pekali tak linear yang besar, ambang rintangan kerosakan yang tinggi, sifat kimia dan fizikal yang stabil dan teknik pertumbuhan matang dll., pemadanan fasa harus diutamakan. Pilih kaedah pemadanan fasa tak kritikal dengan sudut penerimaan yang besar dan sudut pelepasan yang kecil; Struktur rongga OPO harus mengambil kira kecekapan dan kualiti pancaran berdasarkan memastikan kebolehpercayaan. Lengkung perubahan panjang gelombang output KTP-OPO dengan sudut pemadanan fasa, apabila θ=90°, cahaya isyarat boleh mengeluarkan laser selamat mata manusia dengan tepat. Oleh itu, kristal yang direka bentuk dipotong di sepanjang satu sisi, pemadanan sudut yang digunakan ialah θ=90°, φ=0°, iaitu penggunaan kaedah pemadanan kelas, apabila pekali tak linear berkesan kristal adalah yang terbesar dan tiada kesan penyebaran.
Berdasarkan pertimbangan komprehensif terhadap isu di atas, digabungkan dengan tahap pembangunan teknik dan peralatan laser domestik semasa, penyelesaian teknikal pengoptimuman ialah: OPO menggunakan reka bentuk KTP-OPO rongga luaran dwi-rongga padanan fasa bukan kritikal Kelas II; 2 KTP-OPO dipasang secara menegak dalam struktur tandem untuk meningkatkan kecekapan penukaran dan kebolehpercayaan laser seperti yang ditunjukkan dalamRajah 1Di atas.
Sumber pam ialah susunan laser semikonduktor penyejuk konduktif yang dikaji sendiri dan dibangunkan, dengan kitaran tugas maksimum 2%, kuasa puncak 100W untuk bar tunggal dan jumlah kuasa kerja 12,000W. Prisma sudut kanan, cermin pantulan semua satah dan pengutub membentuk rongga resonan output gandingan pengutuban berlipat, dan prisma sudut kanan dan plat gelombang diputar untuk mendapatkan output gandingan laser 1064 nm yang dikehendaki. Kaedah modulasi Q ialah modulasi Q elektro-optik aktif bertekanan berdasarkan kristal KDP.
Rajah 1Dua kristal KTP disambungkan secara siri
Dalam persamaan ini, Prec ialah kuasa kerja terkecil yang boleh dikesan;
Pout ialah nilai output puncak kuasa kerja;
D ialah apertur sistem optik penerima;
t ialah transmisi sistem optik;
θ ialah sudut penyerakan pancaran pemancar laser;
r ialah kadar pantulan sasaran;
A ialah luas keratan rentas setara sasaran;
R ialah julat pengukuran terbesar;
σ ialah pekali penyerapan atmosfera.
Rajah 2Modul tatasusunan bar berbentuk arka melalui pembangunan kendiri,
dengan rod kristal YAG di tengah.
YangRajah 2ialah susunan bar berbentuk arka, meletakkan rod kristal YAG sebagai medium laser di dalam modul, dengan kepekatan 1%. Untuk menyelesaikan percanggahan antara pergerakan laser sisi dan taburan simetri output laser, taburan simetri susunan LD pada sudut 120 darjah telah digunakan. Sumber pam ialah panjang gelombang 1064nm, dua modul bar susunan melengkung 6000W dalam pam tandem semikonduktor bersiri. Tenaga output ialah 0-250mJ dengan lebar denyut kira-kira 10ns dan frekuensi berat 20Hz. Rongga terlipat digunakan, dan laser panjang gelombang 1.57μm dikeluarkan selepas kristal tak linear KTP tandem.
Graf 3Lukisan dimensi laser berdenyut panjang gelombang 1.57um
Graf 4Peralatan sampel laser berdenyut panjang gelombang 1.57um
Graf 5:Keluaran 1.57μm
Graf 6:Kecekapan penukaran sumber pam
Menyesuaikan pengukuran tenaga laser untuk mengukur kuasa output bagi 2 jenis panjang gelombang masing-masing. Menurut graf yang ditunjukkan di bawah, hasil nilai tenaga adalah nilai purata yang bekerja di bawah 20Hz dengan tempoh kerja 1 minit. Antaranya, tenaga yang dijana oleh laser panjang gelombang 1.57um mempunyai perubahan yang konsisten dengan hubungan tenaga sumber pam panjang gelombang 1064nm. Apabila tenaga sumber pam bersamaan dengan 220mJ, tenaga output laser panjang gelombang 1.57um mampu mencapai 80mJ, dengan kadar penukaran sehingga 35%. Oleh kerana lampu isyarat OPO dijana di bawah tindakan ketumpatan kuasa tertentu cahaya frekuensi asas, nilai ambangnya adalah lebih tinggi daripada nilai ambang lampu frekuensi asas 1064 nm, dan tenaga outputnya meningkat dengan cepat selepas tenaga pam melebihi nilai ambang OPO. Hubungan antara tenaga output OPO dan kecekapan dengan tenaga output lampu frekuensi asas ditunjukkan dalam rajah, yang mana dapat dilihat bahawa kecekapan penukaran OPO boleh mencapai sehingga 35%.
Akhirnya, output denyut laser dengan panjang gelombang 1.57μm dengan tenaga lebih besar daripada 80mJ dan lebar denyut laser 8.5ns dapat dicapai. Sudut pencapahan pancaran laser output melalui pengembang pancaran laser ialah 0.3mrad. Simulasi dan analisis menunjukkan bahawa keupayaan pengukuran julat pencari jarak laser berdenyut yang menggunakan laser ini boleh melebihi 30km.
| Panjang gelombang | 1570±5nm |
| Kekerapan Pengulangan | 20Hz |
| Sudut penyebaran pancaran laser (pengembangan pancaran) | 0.3-0.6mrad |
| Lebar Nadi | 8.5ns |
| Tenaga Nadi | 80mJ |
| Waktu Kerja Berterusan | 5 minit |
| Berat | ≤1.2kg |
| Suhu Kerja | -40℃~65℃ |
| Suhu Penyimpanan | -50℃~65℃ |
Selain meningkatkan pelaburan penyelidikan dan pembangunan teknologinya sendiri, memperkukuh pembinaan pasukan R&D dan menyempurnakan sistem inovasi R&D teknologi, Lumispot Tech juga secara aktif bekerjasama dengan institusi penyelidikan luaran dalam penyelidikan industri-universiti, dan telah menjalin hubungan kerjasama yang baik dengan pakar industri terkenal domestik. Teknologi teras dan komponen utama telah dibangunkan secara bebas, semua komponen utama telah dibangunkan dan dikeluarkan secara bebas, dan semua peranti telah dilokalkan. Bright Source Laser masih mempercepatkan rentak pembangunan dan inovasi teknologi, dan akan terus memperkenalkan modul pencari jarak laser keselamatan mata manusia yang berkos lebih rendah dan lebih andal untuk memenuhi permintaan pasaran.
Masa siaran: 21 Jun 2023