Lumispot Technology Co., Ltd., baseado en anos de investigación e desenvolvemento, desenvolveu con éxito un láser pulsado de pequeno tamaño e peso lixeiro cunha enerxía de 80 mJ, frecuencia de repetición de 20 Hz e lonxitude de onda segura para o ollo humano de 1,57 μm. Este resultado da investigación conseguiuse aumentando a eficiencia da conversación de KTP-OPO e optimizando a saída do módulo láser de díodo fonte da bomba. Segundo o resultado da proba, este láser cumpre o amplo requisito de temperatura de traballo de -45 ℃ a 65 ℃ cun excelente rendemento, alcanzando o nivel avanzado en China.
O telémetro láser pulsado é un instrumento de medición de distancia pola vantaxe do pulso láser dirixido ao obxectivo, cos méritos da capacidade de telémetro de alta precisión, unha forte capacidade anti-interferencia e unha estrutura compacta. O produto é amplamente utilizado na medición de enxeñería e outros campos. Este método de telémetro láser pulsado é o máis utilizado na aplicación de medición de longa distancia. Neste telémetro de longa distancia, é máis preferible escoller o láser de estado sólido con alta enerxía e pequeno ángulo de dispersión do feixe, utilizando a tecnoloxía de conmutación Q para emitir os pulsos láser de nanosegundos.
As tendencias relevantes do telémetro láser pulsado son as seguintes:
(1) Telémetro láser seguro para ollos humanos: o oscilador paramétrico óptico de 1,57 um está a substituír gradualmente a posición do telémetro láser tradicional de lonxitude de onda de 1,06 um na maioría dos campos de telémetro.
(2) Telémetro láser remoto miniaturizado con tamaño pequeno e lixeiro.
Coa mellora do rendemento do sistema de detección e imaxe, son necesarios telémetros láser remotos capaces de medir pequenos obxectivos de 0,1 m² en 20 km. Por iso, é urxente estudar o telémetro láser de alto rendemento.
Nos últimos anos, Lumispot Tech puxo o esforzo na investigación, deseño, produción e venda do láser de estado sólido de 1,57 um de lonxitude de onda seguro para os ollos con pequeno ángulo de dispersión do feixe e alto rendemento operativo.
Recentemente, Lumispot Tech, deseñou un láser arrefriado por aire de 1,57 um de lonxitude de onda segura para os ollos con alta potencia de pico e estrutura compacta, resultado da demanda práctica dentro da investigación do telémetro láser de longa distancia. Despois do experimento, este láser mostra o amplo perspectivas de aplicación, posuía un excelente rendemento, unha forte adaptabilidade ambiental baixo o amplo rango de temperatura de traballo de -40 a 65 graos centígrados,
A través da seguinte ecuación, coa cantidade fixa doutra referencia, mellorando a potencia de saída máxima e diminuíndo o ángulo de dispersión do feixe, pódese mellorar a distancia de medición do telémetro. Como resultado, os dous factores: o valor da potencia máxima de saída e o ángulo de dispersión do feixe pequeno láser de estrutura compacta con función de arrefriamento por aire é a parte clave que determina a capacidade de medición da distancia dun telémetro específico.
A parte clave para realizar o láser cunha lonxitude de onda segura para o ollo humano é a técnica do oscilador óptico paramétrico (OPO), incluíndo a opción de cristal non lineal, o método de coincidencia de fase e o deseño da estrutura interiol OPO. A elección do cristal non lineal depende dun gran coeficiente non lineal, un alto limiar de resistencia ao dano, propiedades químicas e físicas estables e técnicas de crecemento maduro, etc., a correspondencia de fase debe ter prioridade. Seleccione un método de coincidencia de fase non crítica con gran ángulo de aceptación e pequeno ángulo de saída; A estrutura da cavidade OPO debe ter en conta a eficiencia e a calidade do feixe sobre a base de garantir a fiabilidade. A curva de cambio da lonxitude de onda de saída KTP-OPO con ángulo de coincidencia de fase, cando o θ = 90 °, a luz do sinal pode emitir exactamente o ollo humano seguro. láser. Polo tanto, o cristal deseñado córtase nun lado, a coincidencia de ángulos usada θ=90°，φ=0°, é dicir, o uso do método de coincidencia de clases, cando o coeficiente non lineal efectivo do cristal é o maior e non hai ningún efecto de dispersión. .
En base a unha consideración exhaustiva do problema anterior, combinado co nivel de desenvolvemento da técnica e do equipamento do láser doméstico actual, a solución técnica de optimización é: O OPO adopta un KTP-OPO de cavidade dual de cavidade externa de coincidencia de fase non crítica Clase II. deseño; os dous KTP-OPO inciden verticalmente nunha estrutura en tándem para mellorar a eficiencia de conversión e a fiabilidade do láser como se mostra enFigura 1Arriba.
A fonte da bomba é a matriz láser de semicondutores refrixerados por condutores desenvolvida e de investigación propia, cun ciclo de traballo do 2% como máximo, unha potencia máxima de 100 W para unha única barra e unha potencia de traballo total de 12.000 W. O prisma de ángulo recto, o espello plano e totalmente reflectante e o polarizador forman unha cavidade resonante de saída acoplada pola polarización dobrada, e o prisma de ángulo recto e a placa de ondas xiran para obter a saída de acoplamento láser de 1064 nm desexada. O método de modulación Q é unha modulación Q electro-óptica activa presurizada baseada no cristal KDP.
Figura 1Dous cristais KTP conectados en serie
Nesta ecuación, Prec é a menor potencia de traballo detectable;
Pout é o valor máximo de saída da potencia de traballo;
D é a apertura do sistema óptico receptor;
t é a transmitancia do sistema óptico;
θ é o ángulo de dispersión do feixe emisor do láser;
r é a taxa de reflexión do obxectivo;
A é a área da sección transversal equivalente;
R é o intervalo de medida máis grande;
σ é o coeficiente de absorción atmosférica.
Figura 2: O módulo de matriz de barras en forma de arco mediante autodesenvolvemento,
coa vara de cristal YAG no medio.
OFigura 2son as pilas de barras en forma de arco, poñendo as barras de cristal YAG como medio láser dentro do módulo, cunha concentración do 1%. Para resolver a contradición entre o movemento lateral do láser e a distribución simétrica da saída do láser, utilizouse unha distribución simétrica da matriz LD nun ángulo de 120 graos. A fonte da bomba ten unha lonxitude de onda de 1064 nm, dous módulos de barra de matriz curva de 6000 W en bombeo tándem de semicondutores en serie. A enerxía de saída é de 0-250 mJ cun ancho de pulso duns 10 ns e unha frecuencia elevada de 20 Hz. utilízase unha cavidade dobrada e o láser de lonxitude de onda de 1,57 μm sae despois dun cristal non lineal KTP en tándem.
Gráfico 3O debuxo dimensional do láser pulsado de lonxitude de onda de 1,57 um
Gráfico 4: 1,57 um de lonxitude de onda láser pulsado equipamento de mostra
Gráfico 5:Saída de 1,57 μm
Gráfico 6:Eficiencia de conversión da fonte da bomba
Adaptación da medida da enerxía do láser para medir a potencia de saída de 2 tipos de lonxitude de onda respectivamente. Segundo o gráfico que se mostra a continuación, o resultado do valor enerxético foi o valor medio que traballaba baixo os 20 Hz cun período de traballo de 1 min. Entre eles, a enerxía xerada polo láser de lonxitude de onda de 1,57 um ten o cambio consecuente coa relación da enerxía da fonte da bomba de lonxitude de onda de 1064 nm. Cando a enerxía da fonte da bomba é igual a 220 mJ, a enerxía de saída do láser de lonxitude de onda de 1,57 um é capaz de acadar 80 mJ, cunha taxa de conversión de ata o 35%. Dado que a luz de sinal OPO xérase baixo a acción de certa densidade de potencia da luz de frecuencia fundamental, o seu valor limiar é superior ao valor limiar de luz de frecuencia fundamental de 1064 nm e a súa enerxía de saída aumenta rapidamente despois de que a enerxía de bombeo supera o valor limiar OPO. . A relación entre a enerxía de saída de OPO e a eficiencia coa enerxía de saída de luz de frecuencia fundamental móstrase na figura, a partir da cal se pode ver que a eficiencia de conversión do OPO pode chegar ata o 35%.
Por último, pódese conseguir unha saída de pulso láser de lonxitude de onda de 1,57 μm cunha enerxía superior a 80 mJ e un ancho de pulso láser de 8,5 ns. o ángulo de diverxencia do feixe láser de saída a través do expansor de feixe láser é de 0,3 mrad. As simulacións e análises mostran que a capacidade de medición do alcance dun telémetro láser pulsado que utiliza este láser pode superar os 30 km.
| Lonxitude de onda | 1570 ± 5 nm |
| Frecuencia de repetición | 20 Hz |
| Ángulo de dispersión do feixe láser (expansión do feixe) | 0,3-0,6 mrad |
| Ancho de pulso | 8,5 ns |
| Enerxía de pulso | 80 mJ |
| Xornada de traballo continuado | 5 min |
| Peso | ≤ 1,2 kg |
| Temperatura de traballo | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Temperatura de almacenamento | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
Ademais de mellorar o seu propio investimento en investigación e desenvolvemento tecnolóxico, reforzar a construción do equipo de I+D e perfeccionar o sistema de innovación tecnolóxica en I+D, Lumispot Tech tamén coopera activamente con institucións de investigación externas na industria-universidade-investigación e estableceu unha boa relación de cooperación con expertos nacionais famosos da industria. A tecnoloxía básica e os compoñentes clave desenvolvéronse de forma independente, todos os compoñentes clave foron desenvolvidos e fabricados de forma independente e todos os dispositivos foron localizados. Bright Source Laser aínda está acelerando o ritmo de desenvolvemento e innovación tecnolóxica, e seguirá introducindo módulos de telémetro láser de seguridade para ollo humano de menor custo e máis fiables para satisfacer a demanda do mercado.
Hora de publicación: 21-Xun-2023