A Lumispot Technology Co., Ltd., com base em anos de pesquisa e desenvolvimento, desenvolveu com sucesso um pequeno tamanho e laser pulsado com peso leve com energia de 80MJ, frequência de repetição de 20 Hz e comprimento de onda para os olhos humanos de 1,57μm. Este resultado da pesquisa foi alcançado aumentando a eficiência da conversa do KTP-OPO e otimizando a saída do módulo de laser de diodo de origem da bomba. De acordo com o resultado do teste, esse laser atende ao amplo requisito de temperatura de trabalho de -45 ℃ a 65 ℃ com excelente desempenho, atingindo o nível avançado na China.
O rangefinder do laser pulsado é um instrumento de medição de distância pela vantagem do pulso do laser direcionado ao alvo, com os méritos da capacidade de alcance de alta precisão, capacidade anti-interferência de redução de redução e estrutura compacta. O produto é amplamente utilizado na medição de engenharia e em outros campos. Este método de fingimento de laser pulsado é mais amplamente utilizado na aplicação da medição de longa distância. Nesse rangefinder de longa distância, é mais preferível escolher o laser de estado sólido com ângulo de dispersão de alta energia e pequeno feixe, usando a tecnologia de comutação Q para gerar os pulsos de laser de nanossegundos.
As tendências relevantes do rangefinder laser pulsado são as seguintes:
(1) Rangefinder de laser para os olhos humanos: o oscilador paramétrico óptico de 1,57um está substituindo gradualmente a posição do rangefinder de laser de comprimento de onda de 1.06um tradicional na maioria dos campos de busca de gama.
(2) Faixa de laser remota miniaturizada com pequeno e leve e leve.
Com a melhoria do desempenho do sistema de detecção e imagem, são necessários falhas de laser remotas capazes de medir pequenos alvos de 0,1m² acima de 20 km. Portanto, é urgente estudar o rangefinder a laser de alto desempenho.
Nos últimos anos, a Lumispot Tech se esforçou para a pesquisa, design, produção e venda do laser de estado sólido de 1,57m de comprimento de onda com um ângulo de dispersão de feixe pequeno e alto desempenho operacional.
Recently, Lumispot Tech, designed an 1.57um eye-safe wavelength air cooled laser with high peak power and compact structure , resulting from the practical demand within the research of minization long-distance laser rangefinder,.After the experiment, this laser shows the wide application prospects, possessed excellent performace, strong environmental adaptability under the wide range of working temperature from - 40 to 65 degree celsius,
Através da equação a seguir, com a quantidade fixa de outra referência, melhorando a potência do pico de saída e diminuindo o ângulo de espalhamento do feixe, ela pode melhorar a distância de medição do rangefinder. Como resultado, os 2 fatores: o valor da potência de pico de saída e do pequeno ângulo de espalhamento de feixe de feixe laser com função refrigerada a ar é a parte principal que decide a capacidade de medição da distância de finder específico.
A parte chave para realizar o laser com comprimento de onda para os olhos humanos é a técnica de oscilador paramétrico óptico (OPO), incluindo a opção de cristal não linear, método de correspondência de fase e design da estrutura interiol. A escolha do cristal não linear depende do grande coeficiente não linear, limiar de resistência de alto dano, propriedades químicas e físicas estáveis e as técnicas de crescimento maduro etc., a correspondência de fases deve ter precedência. Selecione um método de correspondência de fase não crítico com grande ângulo de aceitação e pequeno ângulo de partida; A estrutura da cavidade da OPO deve levar em consideração a eficiência e a qualidade do feixe com base na garantia da confiabilidade. A curva de mudança do comprimento de onda de saída KTP-OPO com o ângulo de correspondência de fases, quando o θ = 90 °, a luz do sinal pode emitir exatamente o laser seguro dos olhos humanos. Portanto, o cristal projetado é cortado ao longo de um lado, a correspondência do ângulo usada θ = 90 ° ， φ = 0 °, ou seja, o uso do método de correspondência de classe, quando o coeficiente não linear eficaz do cristal é o maior e não há efeito de dispersão.
Com base em uma consideração abrangente da edição acima, combinada com o nível de desenvolvimento da atual técnica e equipamento doméstica a laser, a solução técnica de otimização é: a OPO adota um projeto KTP-OPO de cavidade externa não crítica de classe II; Os 2 ktp-opos são verticalmente incidentes em uma estrutura em tandem para melhorar a eficiência da conversão e a confiabilidade do laser, como mostrado emFigura 1Acima.
A fonte da bomba é a auto-pesquisa e a matriz de laser semicondutores resfriados e desenvolvidos, com ciclo de trabalho de 2% no máximo, potência de pico de 100 W para barra única e a potência total de trabalho de 12.000 w. O prisma de ângulo direito, o espelho planar todos reflexivos e o polarizador formam uma cavidade ressonante de saída acoplada à polarização dobrada, e o prisma e a placa de onda do ângulo direito são girados para obter a saída de acoplamento a laser de 1064 nm desejada. O método de modulação q é uma modulação q eletro-óptica ativa pressurizada com base no cristal KDP.
Figura 1Dois cristais KTP conectados em série
Nesta equação, o Prec é o menor poder de trabalho detectável;
Pout é o pico do valor de saída do poder de trabalho;
D é a abertura do sistema óptico de recebimento;
t é a transmitância do Systm óptico;
θ é o ângulo de dispersão do feixe emissor do laser;
r é a taxa de reflexão do alvo;
A é a área transversal equivalente a alvo;
R é a maior faixa de medição;
σ é o coeficiente de absorção atmosférica.
Figura 2: O módulo de matriz de bares em forma de arco via autodesenvolvimento,
com a haste de cristal yag no meio.
OFigura 2são as pilhas de barra em forma de arco, colocando as hastes de cristal YAG como meio laser dentro do módulo, com a concentração de 1%. Para resolver a contradição entre o movimento laser lateral e a distribuição simétrica da saída do laser, foi utilizada uma distribuição simétrica da matriz LD em um ângulo de 120 graus. A fonte da bomba é de 1064nm de comprimento de onda, dois módulos de barra de matriz de 6000W em série em série Bombeamento em tandem. A energia de saída é de 0-250MJ com uma largura de pulso de cerca de 10ns e uma frequência pesada de 20Hz. Uma cavidade dobrada é usada e o laser de comprimento de onda de 1,57μm é emitido após um cristal não linear em tandem KTP.
Gráfico 3O desenho dimensional do laser pulsado de comprimento de onda de 1,57um
Gráfico 4: 1,57um Comprimento de amostra a laser pulsado de comprimento de onda Equipamento
Gráfico 5:1,57 μm de saída
Gráfico 6:A eficiência de conversão da fonte da bomba
Adaptando o medidor de energia do laser para medir a potência de saída de 2 tipos de comprimento de onda, respectivamente. De acordo com o gráfico mostrado abaixo, o resumo do valor da energia foi o valor médio que trabalha sob as 20Hz com 1 min de período de trabalho. Entre eles, a energia gerada pelo laser de onda de 1,57um tem a alteração recente com a relação de energia da fonte da bomba de comprimento de onda de 1064nm. Quando a energia da fonte da bomba é igual a 220MJ, a energia de saída do laser de comprimento de onda de 1,57um é capaz de atingir 80MJ, com a taxa de conversão de até 35%. Como a luz do sinal da OPO é gerada sob a ação de certa densidade de potência da luz de frequência fundamental, seu valor limite é maior que o valor limite da luz de frequência fundamental de 1064 nm e sua energia de saída aumenta rapidamente após a energia de bombeamento exceder o valor limite da OPO. A relação entre a energia de saída da OPO e a eficiência com a energia fundamental de saída da luz de frequência é mostrada na figura, a partir da qual se pode observar que a eficiência de conversão do OPO pode atingir até 35%.
Por fim, uma saída de pulso a laser de comprimento de onda de 1,57 μm com energia maior que 80MJ e uma largura do pulso do laser de 8,5ns podem ser alcançadas. O ângulo de divergência do feixe de laser de saída através do expansor de feixe a laser é de 0,3mrad. Simulações e análises mostram que a capacidade de medição de alcance de um friador de laser pulsado usando esse laser pode exceder 30 km.
| Comprimento de onda | 1570 ± 5nm |
| Frequência de repetição | 20Hz |
| Ângulo de espalhamento de feixe a laser (expansão do feixe) | 0,3-0,6Mrad |
| Largura de pulso | 8,5ns |
| Energia de pulso | 80mj |
| Horário de trabalho contínuo | 5min |
| Peso | ≤1,2 kg |
| Temperatura de trabalho | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Temperatura de armazenamento | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
Além de melhorar seu próprio investimento em pesquisa e desenvolvimento de tecnologia, fortalecendo a construção da equipe de P&D e aperfeiçoando o sistema de inovação de P&D de tecnologia, a Lumispot Tech também coopera ativamente com instituições de pesquisa externas em pesquisas da indústria-universidade e estabeleceu um bom relacionamento de cooperação com especialistas domésticos da indústria. A tecnologia principal e os principais componentes foram desenvolvidos de forma independente, todos os principais componentes foram desenvolvidos e fabricados de forma independente, e todos os dispositivos foram localizados. O laser de fonte brilhante ainda está acelerando o ritmo do desenvolvimento e inovação tecnológica e continuará a introduzir um custo mais baixo e mais confiáveis módulos de gama de laser de segurança ocular humana para satisfazer a demanda do mercado.
Hora de postagem: Jun-21-2023