Lumispot Technology Co., Ltd., basat en anys d'investigació i desenvolupament, va desenvolupar amb èxit un làser polsat de mida petita i lleugera amb una energia de 80 mJ, una freqüència de repetició de 20 Hz i una longitud d'ona segura per a l'ull humà d'1,57 μm. Aquest resultat de la investigació es va aconseguir augmentant l'eficiència de la conversa de KTP-OPO i optimitzant la sortida del mòdul làser de díode font de bomba. Segons el resultat de la prova, aquest làser compleix l'ampli requisit de temperatura de treball de -45 ℃ a 65 ℃ amb un rendiment excel·lent, assolint el nivell avançat a la Xina.
El telèmetre làser polsat és un instrument de mesura de distància gràcies a l'avantatge del pols làser dirigit a l'objectiu, amb els mèrits d'una capacitat de cerca de distància d'alta precisió, una forta capacitat anti-interferències i una estructura compacta. El producte s'utilitza àmpliament en el mesurament d'enginyeria i altres camps. Aquest mètode de telèmetre làser polsat s'utilitza més àmpliament en l'aplicació de mesura de llarga distància. En aquest telèmetre de llarga distància, és més preferible triar el làser d'estat sòlid amb gran energia i angle de dispersió del feix petit, utilitzant la tecnologia de commutació Q per emetre els polsos làser de nanosegons.
Les tendències rellevants del telèmetre làser polsat són les següents:
(1) Telèmetre làser segur per a l'ull humà: l'oscil·lador paramètric òptic d'1,57 um està substituint gradualment la posició del telèmetre làser de longitud d'ona tradicional de 1,06 um a la majoria dels camps de temàtica.
(2) Telèmetre làser remot miniaturitzat amb mida petita i lleugera.
Amb la millora del rendiment del sistema de detecció i imatge, es requereixen telèmetres làser remots capaços de mesurar objectius petits de 0,1 m² en 20 km. Per tant, és urgent estudiar el telèmetre làser d'alt rendiment.
En els darrers anys, Lumispot Tech es va dedicar a la investigació, disseny, producció i venda del làser d'estat sòlid segur per als ulls de 1,57um de longitud d'ona amb un petit angle de dispersió del feix i un alt rendiment operatiu.
Recentment, Lumispot Tech, va dissenyar un làser refrigerat per aire de longitud d'ona segura per als ulls d'1,57 um amb una gran potència màxima i una estructura compacta, com a resultat de la demanda pràctica en la investigació del telèmetre làser de llarga distància. Després de l'experiment, aquest làser mostra l'ampli perspectives d'aplicació, posseïa un rendiment excel·lent, una forta adaptabilitat ambiental sota l'ampli rang de temperatura de treball de -40 a 65 graus centígrads,
Mitjançant l'equació següent, amb la quantitat fixa d'una altra referència, millorant la potència de sortida màxima i disminuint l'angle de dispersió del feix, es pot millorar la distància de mesura del telèmetre. Com a resultat, els 2 factors: el valor de la potència de sortida màxima i l'angle de dispersió del feix petit làser d'estructura compacta amb funció de refrigeració per aire és la part clau que decideix la capacitat de mesura de distància d'un telèmetre específic.
La part clau per realitzar el làser amb una longitud d'ona segura per a l'ull humà és la tècnica d'oscil·lador paramètric òptic (OPO), que inclou l'opció de cristall no lineal, mètode de concordança de fase i disseny d'estructura interiol OPO. L'elecció del cristall no lineal depèn d'un gran coeficient no lineal, un llindar de resistència al dany elevat, propietats químiques i físiques estables i tècniques de creixement madur, etc., la concordança de fase ha de tenir prioritat. Seleccioneu un mètode de concordança de fase no crític amb un gran angle d'acceptació i un petit angle de sortida; L'estructura de la cavitat OPO ha de tenir en compte l'eficiència i la qualitat del feix sobre la base de garantir la fiabilitat. La corba de canvi de la longitud d'ona de sortida KTP-OPO amb l'angle de concordança de fase, quan el θ = 90 °, la llum del senyal pot sortir exactament l'ull humà segur. làser. Per tant, el cristall dissenyat es talla per un costat, la concordança d'angle s'utilitza θ = 90 °, φ = 0 °, és a dir, l'ús del mètode de concordança de classe, quan el coeficient no lineal efectiu del cristall és el més gran i no hi ha efecte de dispersió. .
A partir d'una consideració exhaustiva del problema anterior, combinat amb el nivell de desenvolupament de la tècnica i l'equip làser domèstics actuals, la solució tècnica d'optimització és: L'OPO adopta un KTP-OPO de cavitat dual de cavitat externa de fase no crítica de classe II. disseny; els 2 KTP-OPO s'incideixen verticalment en una estructura en tàndem per millorar l'eficiència de conversió i la fiabilitat del làser, tal com es mostra aFigura 1A dalt.
La font de la bomba és la matriu làser de semiconductors refrigerat per conductivitat desenvolupada i d'autoinvestigació, amb un cicle de treball del 2% com a màxim, una potència màxima de 100 W per a una sola barra i una potència de treball total de 12.000 W. El prisma d'angle recte, el mirall i el polaritzador planar tot reflectant formen una cavitat ressonant de sortida acoblada per polarització plegada, i el prisma d'angle recte i la placa d'ona es giren per obtenir la sortida d'acoblament làser de 1064 nm desitjada. El mètode de modulació Q és una modulació Q electro-òptica activa a pressió basada en cristall KDP.
Figura 1Dos cristalls KTP connectats en sèrie
En aquesta equació, Prec és la potència de treball detectable més petita;
Pout és el valor màxim de sortida de la potència de treball;
D és l'obertura del sistema òptic receptor;
t és la transmitància del sistema òptic;
θ és l'angle de dispersió del feix emissor del làser;
r és la taxa de reflexió de l'objectiu;
A és l'àrea de la secció transversal equivalent objectiu;
R és el rang de mesura més gran;
σ és el coeficient d'absorció atmosfèrica.
Figura 2: el mòdul de matriu de barres en forma d'arc mitjançant l'autodesenvolupament,
amb la vareta de cristall YAG al mig.
ElFigura 2són les piles de barres en forma d'arc, posant les barres de cristall YAG com a mitjà làser dins del mòdul, amb una concentració de l'1%. Per resoldre la contradicció entre el moviment lateral del làser i la distribució simètrica de la sortida del làser, es va utilitzar una distribució simètrica de la matriu LD en un angle de 120 graus. La font de la bomba té una longitud d'ona de 1064 nm, dos mòduls de barres de matriu corba de 6000 W en bombament en tàndem de semiconductors en sèrie. L'energia de sortida és de 0-250 mJ amb una amplada de pols d'uns 10 ns i una freqüència elevada de 20 Hz. s'utilitza una cavitat plegada i el làser de longitud d'ona d'1,57 μm surt després d'un cristall no lineal KTP en tàndem.
Gràfic 3El dibuix dimensional del làser polsat de 1,57 um de longitud d'ona
Gràfic 4: equip de mostra de làser polsat de longitud d'ona de 1,57um
Gràfic 5:Sortida d'1,57 μm
Gràfic 6:L'eficiència de conversió de la font de la bomba
Adaptació de la mesura d'energia làser per mesurar la potència de sortida de 2 tipus de longitud d'ona respectivament. Segons el gràfic que es mostra a continuació, el resultat del valor energètic va ser el valor mitjà que treballava sota els 20 Hz amb un període de treball d'1 min. Entre ells, l'energia generada pel làser de longitud d'ona d'1,57 um té el canvi consegüent amb la relació de l'energia font de la bomba de longitud d'ona de 1064 nm. Quan l'energia de la font de la bomba és igual a 220 mJ, l'energia de sortida del làser de longitud d'ona d'1,57 um és capaç d'aconseguir 80 mJ, amb una taxa de conversió de fins a un 35%. Com que la llum de senyal OPO es genera sota l'acció d'una certa densitat de potència de la llum de freqüència fonamental, el seu valor llindar és superior al valor llindar de la llum de freqüència fonamental de 1064 nm i la seva energia de sortida augmenta ràpidament després que l'energia de bombeig superi el valor llindar OPO. . La relació entre l'energia de sortida de l'OPO i l'eficiència amb l'energia de sortida de llum de freqüència fonamental es mostra a la figura, a partir de la qual es pot veure que l'eficiència de conversió de l'OPO pot arribar fins al 35%.
Finalment, es pot aconseguir una sortida de pols làser de 1,57 μm de longitud d'ona amb una energia superior a 80 mJ i una amplada de pols làser de 8,5 ns. l'angle de divergència del feix làser de sortida a través de l'expansor del feix làser és de 0,3 mrad. Les simulacions i les anàlisis mostren que la capacitat de mesura de la distància d'un telèmetre làser polsat que utilitza aquest làser pot superar els 30 km.
| Longitud d'ona | 1570 ± 5 nm |
| Freqüència de repetició | 20 Hz |
| Angle de dispersió del feix làser (expansió del feix) | 0,3-0,6 mrad |
| Amplada del pols | 8,5 ns |
| Energia del pols | 80 mJ |
| Jornada de treball continuat | 5 min |
| Pes | ≤1,2 kg |
| Temperatura de treball | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Temperatura d'emmagatzematge | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
A més de millorar la seva pròpia inversió en recerca i desenvolupament tecnològic, enfortir la construcció de l'equip de R+D i perfeccionar el sistema d'innovació tecnològica en R+D, Lumispot Tech també coopera activament amb institucions de recerca externes en la indústria-universitat-recerca i ha establert una bona relació de cooperació amb experts nacionals famosos de la indústria. La tecnologia bàsica i els components clau s'han desenvolupat de manera independent, tots els components clau s'han desenvolupat i fabricat de manera independent i tots els dispositius s'han localitzat. Bright Source Laser encara està accelerant el ritme de desenvolupament i innovació tecnològica, i continuarà introduint mòduls de telèmetre làser de seguretat per a l'ull humà de menor cost i més fiables per satisfer la demanda del mercat.
Hora de publicació: 21-juny-2023