Yn ôl y mecanwaith cynhyrchu gwahanol o laserau isgoch tonnau byr, mae tri math o laserau isgoch tonfedd fer, sef laserau lled-ddargludyddion, laserau ffibr a laserau cyflwr solet.Yn eu plith, gellir rhannu laserau cyflwr solet yn laserau cyflwr solet yn seiliedig ar drawsnewid tonfedd aflinol optegol a laserau cyflwr solet sy'n cynhyrchu laserau isgoch tonfedd fer yn uniongyrchol o ddeunyddiau gweithio laser.
Mae laserau lled-ddargludyddion yn defnyddio deunyddiau lled-ddargludyddion fel deunyddiau gweithio laser, ac mae tonfedd laser allbwn yn cael ei bennu gan fwlch band y deunyddiau lled-ddargludyddion.Gyda datblygiad gwyddoniaeth deunyddiau, gellir teilwra bandiau ynni o ddeunyddiau lled-ddargludyddion i ystod ehangach o donfeddi laser trwy beirianneg bandiau ynni.Felly, gellir cael tonfeddi laser isgoch tonnau byr lluosog gyda laserau lled-ddargludyddion.
mae deunydd gweithio laser nodweddiadol o laser lled-ddargludyddion isgoch tonfedd fer yn ddeunydd ffosffor.Er enghraifft, mae gan laser lled-ddargludyddion ffosffid indium gyda maint agorfa o 95 μm donfeddi laser allbwn o 1.55 μm a 1.625 μm, ac mae'r pŵer wedi cyrraedd 1.5 W.
Mae laser ffibr yn defnyddio ffibr gwydr â dop daear prin fel y cyfrwng laser a laser lled-ddargludyddion fel ffynhonnell y pwmp.Mae ganddo nodweddion rhagorol megis trothwy isel, effeithlonrwydd trosi uchel, ansawdd trawst allbwn da, strwythur syml, a dibynadwyedd uchel.Gall hefyd fanteisio ar y sbectrwm eang o ymbelydredd ïon daear prin i ffurfio laser ffibr tiwnadwy trwy ychwanegu elfennau optegol dethol megis rhwyllau yn y resonator laser.Mae laserau ffibr wedi dod yn gyfeiriad pwysig yn natblygiad technoleg laser.
1.Solid-state laser
Y cyfryngau cynnydd laser cyflwr solet sy'n gallu cynhyrchu laserau isgoch tonnau byr yn uniongyrchol yw crisialau a cherameg Er: YAG yn bennaf, a gwydr Er-doped.Gall y laser cyflwr solet sy'n seiliedig ar grisial Er:YAG a serameg allbynnu laser isgoch tonfedd fer 1.645μm yn uniongyrchol, sy'n fan poeth yn yr ymchwil i laser isgoch tonnau byr yn ystod y blynyddoedd diwethaf [3-5].Ar hyn o bryd, mae egni pwls laserau Er:YAG sy'n defnyddio switsh Q electro-optig neu acwsto-optig wedi cyrraedd ychydig i ddegau o mJ, lled pwls o ddegau o ns, ac amlder ailadrodd o ddegau i filoedd o Hz.Os defnyddir laser lled-ddargludyddion 1.532 μm fel ffynhonnell y pwmp, bydd ganddo fanteision mawr ym maes rhagchwilio gweithredol laser a gwrthfesurau laser, yn enwedig ei effaith llechwraidd ar ddyfeisiau rhybuddio laser nodweddiadol.
Mae gan laser gwydr strwythur cryno, cost isel, pwysau ysgafn, a gall wireddu gweithrediad Q-switsh.Dyma'r ffynhonnell golau a ffefrir ar gyfer canfod laser isgoch tonnau byr yn weithredol.Fodd bynnag, oherwydd pedwar diffyg deunyddiau gwydr Er: Yn gyntaf, tonfedd ganolog y sbectrwm amsugno yw 940 nm neu 976 nm, sy'n ei gwneud hi'n anodd cyflawni pwmpio lamp;Yn ail, mae paratoi deunyddiau gwydr Er yn anodd ac nid yw'n hawdd gwneud meintiau mawr;Yn drydydd, Er gwydr Mae gan y deunydd eiddo thermol gwael, ac nid yw'n hawdd cyflawni gweithrediad amlder ailadroddus am amser hir, heb sôn am weithrediad parhaus;yn bedwerydd, nid oes deunydd Q-newid addas.Er bod yr ymchwil o laser isgoch tonnau byr yn seiliedig ar wydr Er bob amser wedi denu sylw pobl, oherwydd y pedwar rheswm uchod, nid oes unrhyw gynnyrch wedi dod allan.Hyd at 1990, gydag ymddangosiad bariau laser lled-ddargludyddion gyda thonfeddi o 940 nm a 980 nm, ac ymddangosiad deunyddiau amsugno dirlawn fel Co2+:MgAl2O4 (aluminate magnesiwm dop cobalt), y ddwy dagfa fawr o ffynhonnell pwmp a chyfnewid Q eu torri.Mae'r ymchwil ar laserau gwydr wedi datblygu'n gyflym.Yn enwedig yn y blynyddoedd diwethaf, mae modiwl laser gwydr Er miniatur fy ngwlad, sy'n integreiddio ffynhonnell pwmp lled-ddargludyddion, gwydr Er a ceudod soniarus, yn pwyso dim mwy na 10 g, ac mae ganddo gapasiti cynhyrchu swp bach o fodiwlau pŵer brig 50 kW.Fodd bynnag, oherwydd perfformiad thermol gwael deunydd gwydr Er, mae amlder ailadrodd y modiwl laser yn dal yn gymharol isel.Dim ond 5 Hz yw amledd laser y modiwl 50 kW, ac amlder laser uchaf y modiwl 20 kW yw 10 Hz, na ellir ei ddefnyddio ond mewn cymwysiadau amledd isel.
Mae gan yr allbwn laser 1.064 μm gan y laser pwls Nd:YAG bŵer brig o hyd at megawat.Pan fydd golau cydlynol mor gryf yn mynd trwy rai deunyddiau arbennig, mae ei ffotonau wedi'u gwasgaru'n anelastig ar foleciwlau'r deunydd, hynny yw, mae'r ffotonau'n cael eu hamsugno a'u cynhyrchu ffotonau amledd isel.Mae dau fath o sylweddau a all gyflawni'r effaith trosi amledd hon: mae un yn grisialau aflinol, megis KTP, LiNbO3, ac ati;y llall yw nwy pwysedd uchel fel H2.Rhowch nhw yn y ceudod atseiniol optegol i ffurfio osgiliadur parametrig optegol (OPO).
Mae OPO sy'n seiliedig ar nwy pwysedd uchel fel arfer yn cyfeirio at osgiliadur parametrig ysgafn gwasgariad Raman wedi'i ysgogi.Mae'r golau pwmp yn cael ei amsugno'n rhannol ac yn cynhyrchu ton golau amledd isel.Mae'r laser Raman aeddfed yn defnyddio laser 1.064 μm i bwmpio nwy pwysedd uchel H2 i gael laser isgoch tonnau byr 1.54 μm.
LLUN 1
Cymhwysiad nodweddiadol system GV isgoch tonnau byr yw delweddu pellter hir yn y nos.Dylai'r goleuwr laser fod yn laser isgoch tonfedd fer-pwls byr gyda phŵer brig uchel, a dylai ei amlder ailadrodd fod yn gyson ag amlder ffrâm y camera strobed.Yn ôl statws presennol laserau isgoch tonnau byr gartref a thramor, laserau Er:YAG pwmp deuod a laserau cyflwr solet 1.57 μm sy'n seiliedig ar OPO yw'r dewisiadau gorau.Mae angen gwella amlder ailadrodd a phŵer brig y laser gwydr bach Er o hyd.3.Cymhwyso laser isgoch tonfedd fer mewn gwrth-ragchwilio ffotodrydanol
Hanfod gwrth-ragchwilio laser isgoch tonfedd fer yw arbelydru offer rhagchwilio optoelectroneg y gelyn sy'n gweithio yn y band isgoch tonfedd fer gyda thrawstiau laser isgoch tonfedd fer, fel y gall gael gwybodaeth darged anghywir neu na all weithio'n normal, neu hyd yn oed mae'r synhwyrydd wedi'i ddifrodi.Mae yna ddau ddull gwrth-chwilio laser isgoch tonfedd fer nodweddiadol, sef ymyrraeth twyll o bell i'r darganfyddwr amrediad laser diogel dynol a'r difrod atal i'r camera isgoch tonfedd fer.
1.1 Twyll o bellter ymyrryd â darganfyddwr ystod laser diogelwch llygaid dynol
Mae'r canfyddwr ystod laser pwls yn trosi'r pellter rhwng y targed a'r targed erbyn cyfnod amser y curiad laser sy'n mynd yn ôl ac ymlaen rhwng y pwynt lansio a'r targed.Os bydd y synhwyrydd canfod amrediad yn derbyn corbys laser eraill cyn i signal adlais adlewyrchiedig y targed gyrraedd y pwynt lansio, bydd yn atal yr amseriad, ac nid pellter gwirioneddol y targed yw'r pellter wedi'i drawsnewid, ond mae'n llai na phellter gwirioneddol y targed.Pellter ffug, sy'n cyflawni pwrpas twyllo pellter y darganfyddwr amrediad.Ar gyfer darganfyddwyr ystod laser sy'n ddiogel i'r llygad, gellir defnyddio laserau pwls isgoch tonfedd fer o'r un donfedd i weithredu ymyrraeth twyll o bell.
Mae'r laser sy'n gweithredu ymyrraeth twyll pellter y canfyddwr amrediad yn efelychu adlewyrchiad gwasgaredig y targed i'r laser, felly mae pŵer brig y laser yn isel iawn, ond dylid bodloni'r ddau amod canlynol:
1) Rhaid i'r donfedd laser fod yr un fath â thonfedd gweithio'r darganfyddwr amrediad ymyrraeth.Mae hidlydd ymyrraeth wedi'i osod o flaen y synhwyrydd canfod amrediad, ac mae'r lled band yn gul iawn.Ni all laserau â thonfeddi heblaw'r donfedd gweithio gyrraedd wyneb ffotosensitif y synhwyrydd.Ni all hyd yn oed y laserau 1.54 μm a 1.57 μm â thonfeddi tebyg ymyrryd â'i gilydd.
2) Rhaid i'r amlder ailadrodd laser fod yn ddigon uchel.Mae'r synhwyrydd canfod amrediad yn ymateb i'r signal laser sy'n cyrraedd ei wyneb ffotosensitif dim ond pan fydd yr amrediad yn cael ei fesur.Er mwyn cyflawni ymyrraeth effeithiol, dylai'r pwls ymyrraeth o leiaf wasgu i mewn i giât tonnau rangefinder 2 i 3 curiad.Mae'r giât amrediad y gellir ei gyflawni ar hyn o bryd ar y drefn o μs, felly mae'n rhaid i'r laser sy'n ymyrryd fod ag amlder ailadrodd uchel.Gan gymryd pellter targed o 3 km fel enghraifft, yr amser sydd ei angen i'r laser fynd yn ôl ac ymlaen unwaith yw 20 μs.Os cofnodir o leiaf 2 guriad, rhaid i'r amledd ailadrodd laser gyrraedd 50 kHz.Os yw amrediad lleiaf y canfyddwr ystod laser yn 300 m, ni all amlder ailadrodd y jammer fod yn is na 500 kHz.Dim ond laserau lled-ddargludyddion a laserau ffibr all gyflawni cyfradd ailadrodd mor uchel.
1.2 Ymyrraeth ataliol a difrod i gamerâu isgoch tonnau byr
Fel elfen graidd y system ddelweddu isgoch tonfedd fer, mae gan y camera isgoch tonfedd fer ystod ddeinamig gyfyngedig o bŵer optegol ymateb ei synhwyrydd awyren ffocal InGaAs.Os yw'r pŵer optegol digwyddiad yn fwy na therfyn uchaf yr ystod ddeinamig, bydd dirlawnder yn digwydd, ac ni all y synhwyrydd berfformio delweddu arferol.Pwer uwch Bydd y laser yn achosi niwed parhaol i'r synhwyrydd.
Mae laserau lled-ddargludyddion pŵer brig parhaus ac isel a laserau ffibr gydag amlder ailadrodd uchel yn addas ar gyfer ymyrraeth atal parhaus o gamerâu isgoch tonnau byr.Arbelydru'r camera isgoch tonfedd fer yn barhaus gyda laser.Oherwydd effaith cyddwyso chwyddo mawr y lens optegol, mae'r ardal a gyrhaeddir gan y man gwasgaredig laser ar awyren ffocal InGaAs yn dirlawn iawn, ac felly ni ellir ei ddelweddu'n normal.Dim ond ar ôl i'r arbelydru laser gael ei atal am gyfnod o amser, gall y perfformiad delweddu ddychwelyd i normal yn raddol.
Yn ôl canlyniadau blynyddoedd lawer o ymchwil a datblygu cynhyrchion gwrthfesur gweithredol laser yn y bandiau gweladwy a bron-is-goch a phrofion effeithiolrwydd difrod maes lluosog, dim ond laserau pwls byr gyda phŵer brig megawat ac uwch all achosi niwed anwrthdroadwy i deledu camerâu bellter o gilometrau i ffwrdd.difrod.P'un a ellir cyflawni'r effaith ddifrod, pŵer brig y laser yw'r allwedd.Cyn belled â bod y pŵer brig yn uwch na throthwy difrod y synhwyrydd, gall un pwls niweidio'r synhwyrydd.O safbwynt anhawster dylunio laser, afradu gwres a defnydd pŵer, nid yw amlder ailadrodd y laser o reidrwydd yn gorfod cyrraedd cyfradd ffrâm y camera neu hyd yn oed yn uwch, a gall 10 Hz i 20 Hz fodloni cymwysiadau ymladd gwirioneddol.Yn naturiol, nid yw camerâu isgoch tonnau byr yn eithriad.
Mae synwyryddion awyrennau ffocal InGaAs yn cynnwys CCDau peledu electronau yn seiliedig ar ffotocatodau mudo electronau InGaA/InP a CMOS a ddatblygwyd yn ddiweddarach.Mae eu trothwyon dirlawnder a difrod yn yr un drefn maint â CCD/CMOS seiliedig ar Si, ond nid yw synwyryddion InGaAs/InP wedi'u cael eto.Data trothwy dirlawnder a difrod CCD/COMS.
Yn ôl statws presennol laserau isgoch tonnau byr gartref a thramor, y laser cyflwr solet amlder ailadroddus 1.57 μm yn seiliedig ar OPO yw'r dewis gorau o hyd ar gyfer difrod laser i CCD/COMS.Ei berfformiad treiddiad atmosfferig uchel a phwer brig uchel laser pwls byr Mae'r sylw sbot golau a nodweddion effeithiol pwls sengl yn amlwg ar gyfer pŵer lladd meddal y system optoelectroneg pellter hir sydd â chamerâu isgoch tonnau byr.
2 .Casgliad
Mae gan laserau isgoch tonfedd fer gyda thonfeddi rhwng 1.1 μm ac 1.7 μm drosglwyddiad atmosfferig uchel a gallu cryf i dreiddio i niwl, glaw, eira, mwg, tywod a llwch.Mae'n anweledig i offer golwg nos golau isel traddodiadol.Mae'r laser yn y band 1.4 μm i 1.6 μm yn ddiogel i'r llygad dynol, ac mae ganddo nodweddion nodedig megis synhwyrydd aeddfed gyda thonfedd ymateb brig yn yr ystod hon, ac mae wedi dod yn gyfeiriad datblygu pwysig ar gyfer cymwysiadau milwrol laser.
Mae'r papur hwn yn dadansoddi nodweddion technegol a status quo pedwar lasers isgoch tonfedd fer nodweddiadol, gan gynnwys laserau lled-ddargludyddion ffosffor, laserau ffibr Er-doped, laserau cyflwr solet Er-doped, a laserau cyflwr solet yn seiliedig ar OPO, ac yn crynhoi'r defnydd o'r laserau isgoch tonfedd fer hyn mewn rhagchwiliad gweithredol ffotodrydanol.Cymwysiadau nodweddiadol mewn gwrth-ragchwilio.
1) Defnyddir laserau lled-ddargludyddion ffosffor ffosffor amlder uchel ailadrodd pŵer brig parhaus ac isel a laserau ffibr Er-doped yn bennaf ar gyfer goleuadau ategol ar gyfer gwyliadwriaeth llechwraidd pellter hir ac anelu at y nos ac atal ymyrraeth â chamerâu isgoch tonnau byr y gelyn.Mae laserau lled-ddargludyddion ffosffor pwls byr ailadrodd uchel a laserau ffibr Er-doped hefyd yn ffynonellau golau delfrydol ar gyfer diogelwch llygaid system aml-bwls, radar delweddu sganio laser a diogelwch llygaid laser rangefinder pellter ymyrraeth twyll.
2) Gellir defnyddio laserau cyflwr solet yn seiliedig ar OPO gyda chyfradd ailadrodd isel ond gyda phŵer brig o megawat neu hyd yn oed ddeg megawat yn eang mewn radar delweddu fflach, arsylwi gatio laser pellter hir yn y nos, difrod laser isgoch tonnau byr a llygaid dynol o bell modd traddodiadol Diogelwch laser yn amrywio.
3) Y laser gwydr bach Er yw un o'r cyfarwyddiadau sy'n tyfu gyflymaf o laserau isgoch tonnau byr yn ystod y blynyddoedd diwethaf.Gellir defnyddio'r lefelau pŵer ac amlder ailadrodd presennol mewn darganfyddwyr amrediad laser diogelwch llygaid bach.Ymhen amser, unwaith y bydd y pŵer brig yn cyrraedd y lefel megawat, gellir ei ddefnyddio ar gyfer radar delweddu fflach, arsylwi gatiau laser, a difrod laser i gamerâu isgoch tonnau byr.
4) Y laser Er:YAG pwmp deuod sy'n cuddio'r ddyfais rhybuddio laser yw cyfeiriad datblygu prif ffrwd laserau isgoch tonnau byr pŵer uchel.Mae ganddo botensial cymhwysiad gwych mewn lidar fflach, arsylwi gatio laser pellter hir yn y nos, a difrod laser.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gan fod gan systemau arfau ofynion uwch ac uwch ar gyfer integreiddio systemau optoelectroneg, mae'r offer laser bach ac ysgafn wedi dod yn duedd anochel yn natblygiad offer laser.Mae laserau lled-ddargludyddion, laserau ffibr a laserau bach gyda maint bach, pwysau ysgafn a defnydd pŵer isel Er lasers gwydr wedi dod yn gyfeiriad prif ffrwd datblygiad laserau isgoch tonnau byr.Yn benodol, mae gan laserau ffibr ag ansawdd trawst da botensial cymhwysiad gwych mewn goleuadau ategol yn ystod y nos, gwyliadwriaeth ac anelu llechwraidd, sganio lidar delweddu, ac ymyrraeth atal laser.Fodd bynnag, mae pŵer / egni'r tri math hyn o laserau bach ac ysgafn yn gyffredinol isel, a dim ond ar gyfer rhai cymwysiadau rhagchwilio amrediad byr y gellir eu defnyddio, ac ni allant ddiwallu anghenion rhagchwilio hir dymor a gwrth-ddarlledu.Felly, ffocws y datblygiad yw cynyddu'r pŵer / ynni laser.
Mae gan laserau cyflwr solet sy'n seiliedig ar OPO ansawdd trawst da a phŵer brig uchel, ac mae eu manteision o ran arsylwi â gatiau pellter hir, radar delweddu fflach a difrod laser yn dal yn amlwg iawn, a dylid cynyddu'r ynni allbwn laser ac amlder ailadrodd laser ymhellach. .Ar gyfer laserau Er:YAG pwmp deuod, os cynyddir yr egni pwls tra bod lled pwls yn cael ei gywasgu ymhellach, dyma fydd y dewis arall gorau i laserau cyflwr solet OPO.Mae ganddo fanteision mewn arsylwi â gatiau pellter hir, radar delweddu fflach, a difrod laser.Potensial cais gwych.
Mwy o wybodaeth am gynnyrch, gallwch ddod i ymweld â'n gwefan:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-bost:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Ffacs: +86-2887897578
Ychwanegu: Rhif 23, Chaoyang ffordd, Xihe stryd, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, Tsieina.
Amser Diweddaru: Maw-02-2022
