Lumispot Technology Co., Ltd. je na podlagi dolgoletnih raziskav in razvoja uspešno razvil majhen in lahek impulzni laser z energijo 80 mJ, frekvenco ponavljanja 20 Hz in valovno dolžino 1,57 μm, varno za človeško oko. Ta rezultat raziskave je bil dosežen s povečanjem učinkovitosti pogovora KTP-OPO in optimizacijo izhoda diodnega laserskega modula izvora črpalke. Glede na rezultate preskusa ta laser izpolnjuje široke zahteve delovne temperature od -45 ℃ do 65 ℃ z odlično zmogljivostjo in dosega napredno raven na Kitajskem.
Impulzni laserski merilnik razdalje je instrument za merjenje razdalje s prednostjo laserskega impulza, usmerjenega na tarčo, z odlikami zmožnosti visoko natančnega merjenja razdalje, močne zmožnosti proti motnjam in kompaktne strukture. Izdelek se pogosto uporablja v inženirskih meritvah in na drugih področjih. Ta impulzna laserska metoda merjenja razdalje se najpogosteje uporablja pri merjenju dolgih razdalj. Pri tem daljinomeru na dolge razdalje je bolje izbrati polprevodniški laser z visoko energijo in majhnim kotom razpršitve žarka, ki uporablja tehnologijo Q-preklopa za oddajanje nanosekundnih laserskih impulzov.
Ustrezni trendi impulznega laserskega daljinomera so naslednji:
(1) Laserski merilnik razdalje, varen za človeško oko: 1,57 um optični parametrični oscilator postopoma nadomešča položaj tradicionalnega laserskega merilnika razdalje z valovno dolžino 1,06 um na večini polj za merjenje razdalje.
(2) Miniaturiziran daljinski laserski daljinomer z majhno velikostjo in majhno težo.
Z izboljšanjem zmogljivosti sistema za zaznavanje in slikanje so potrebni daljinski laserski merilniki razdalje, ki lahko merijo majhne cilje velikosti 0,1 m² na razdalji 20 km. Zato je nujno preučiti visoko zmogljiv laserski daljinomer.
V zadnjih letih se je Lumispot Tech posvetil raziskavam, oblikovanju, proizvodnji in prodaji za oči varnega polprevodniškega laserja z valovno dolžino 1,57 um z majhnim kotom sipanja žarka in visoko zmogljivostjo delovanja.
Pred kratkim je Lumispot Tech zasnoval zračno hlajen laser z valovno dolžino 1,57 um, ki je varen za oči, z visoko konično močjo in kompaktno strukturo, kar je posledica praktičnega povpraševanja v okviru raziskav minizacijskega laserskega merilnika razdalje. Po poskusu ta laser pokaže široko možnost uporabe, odlična zmogljivost, močna okoljska prilagodljivost v širokem razponu delovne temperature od -40 do 65 stopinj Celzija,
Z naslednjo enačbo lahko s fiksno količino druge reference z izboljšanjem največje izhodne moči in zmanjšanjem kota sipanja žarka izboljša merilno razdaljo daljinomera. Posledično sta 2 dejavnika: vrednost najvišje izhodne moči in majhen kot sipanja žarka, kompaktni strukturni laser s funkcijo zračnega hlajenja ključni del, ki odloča o zmožnosti merjenja razdalje določenega daljinomera.
Ključni del za uresničitev laserja z valovno dolžino, varno za človeško oko, je tehnika optičnega parametričnega oscilatorja (OPO), vključno z možnostjo nelinearnega kristala, metodo faznega ujemanja in oblikovanje notranje strukture OPO. Izbira nelinearnega kristala je odvisna od velikega nelinearnega koeficienta, visokega praga odpornosti proti poškodbam, stabilnih kemijskih in fizikalnih lastnosti ter zrelih tehnik rasti itd., fazno ujemanje mora imeti prednost. Izberite nekritično metodo faznega ujemanja z velikim sprejemnim kotom in majhnim odhodnim kotom; Struktura votline OPO mora upoštevati učinkovitost in kakovost žarka na podlagi zagotavljanja zanesljivosti. Krivulja spremembe izhodne valovne dolžine KTP-OPO s kotom ujemanja faz, ko je θ=90°, lahko signalna luč natančno oddaja človeško oko varno laser. Zato je oblikovani kristal razrezan vzdolž ene strani, uporabljeno ujemanje kota θ=90°, φ=0°, to je uporaba metode ujemanja razreda, ko je kristalno učinkovit nelinearni koeficient največji in ni učinka disperzije .
Na podlagi celovite obravnave zgornjega vprašanja, v kombinaciji z razvojno stopnjo trenutne domače laserske tehnike in opreme, je tehnična rešitev za optimizacijo: OPO sprejme nekritično fazno ujemanje zunanje votline KTP-OPO z dvojno votlino razreda II. oblikovanje; 2 KTP-OPO sta navpično vpadajoča v tandemski strukturi za izboljšanje učinkovitosti pretvorbe in zanesljivosti laserja, kot je prikazano vSlika 1Zgoraj.
Vir črpalke je samoraziskovana in razvita prevodno hlajena polprevodniška laserska matrika z delovnim ciklom največ 2 %, največjo močjo 100 W za eno vrstico in skupno delovno močjo 12.000 W. Pravokotna prizma, ravno odsevno zrcalo in polarizator tvorijo prepognjeno polarizacijsko sklopljeno izhodno resonančno votlino, pravokotna prizma in valovna plošča pa se vrtita, da dobite želeni 1064 nm laserski sklopljeni izhod. Metoda Q modulacije je aktivna elektrooptična Q modulacija pod pritiskom, ki temelji na kristalu KDP.
Slika 1Dva zaporedno povezana kristala KTP
V tej enačbi je Prec najmanjša zaznavna delovna moč;
Pout je najvišja izhodna vrednost delovne moči;
D je zaslonka sprejemnega optičnega sistema;
t je prepustnost optičnega sistema;
θ je kot sipanja oddajnega žarka laserja;
r stopnja odboja tarče;
A je ciljna ekvivalentna površina prečnega prereza;
R je največje merilno območje;
σ je atmosferski absorpcijski koeficient.
Slika 2: Modul paličastega niza v obliki loka prek samorazvoja,
s kristalno palico YAG na sredini.
TheSlika 2so nizi palic v obliki loka, ki postavljajo kristalne palice YAG kot laserski medij znotraj modula s koncentracijo 1%. Za razrešitev protislovja med stranskim gibanjem laserja in simetrično porazdelitvijo laserskega izhoda je bila uporabljena simetrična porazdelitev niza LD pod kotom 120 stopinj. Vir črpalke je valovna dolžina 1064 nm, dva 6000 W ukrivljena paličasta modula v serijskem polprevodniškem tandemskem črpanju. Izhodna energija je 0-250 mJ s širino impulza približno 10 ns in visoko frekvenco 20 Hz. uporabljena je prepognjena votlina, laser z valovno dolžino 1,57 μm pa oddaja po tandemskem nelinearnem kristalu KTP.
Graf 3Dimenzijska risba impulznega laserja z valovno dolžino 1,57 um
Graf 4: oprema za vzorce impulznega laserja z valovno dolžino 1,57 um
Graf 5:1,57 μm izhod
Graf 6:Učinkovitost pretvorbe vira črpalke
Prilagoditev merjenja laserske energije za merjenje izhodne moči 2 vrst valovnih dolžin. Glede na spodnji graf je bil rezultat energijske vrednosti povprečna vrednost pri delovanju pri 20 Hz z 1 minutnim delovnim časom. Med njimi se energija, ki jo ustvari laser valovne dolžine 1,57 um, posledično spremeni z razmerjem energije vira črpalke valovne dolžine 1064 nm. Ko je energija vira črpalke enaka 220 mJ, lahko izhodna energija laserja valovne dolžine 1,57 um doseže 80 mJ, s stopnjo pretvorbe do 35 %. Ker se signalna svetloba OPO ustvari pod vplivom določene gostote moči svetlobe osnovne frekvence, je njena vrednost praga višja od vrednosti praga svetlobe osnovne frekvence 1064 nm, njena izhodna energija pa se hitro poveča, potem ko energija črpanja preseže vrednost praga OPO . Razmerje med izhodno energijo in učinkovitostjo OPO z izhodno energijo svetlobe osnovne frekvence je prikazano na sliki, iz katere je razvidno, da lahko učinkovitost pretvorbe OPO doseže do 35 %.
Končno je mogoče doseči izhod laserskega impulza z valovno dolžino 1,57 μm z energijo večjo od 80 mJ in širino laserskega impulza 8,5 ns. divergentni kot izhodnega laserskega žarka skozi razširjevalnik laserskega žarka je 0,3 mrad. simulacije in analize kažejo, da lahko merilna zmogljivost impulznega laserskega daljinomera, ki uporablja ta laser, preseže 30 km.
| Valovna dolžina | 1570±5nm |
| Frekvenca ponavljanja | 20Hz |
| Kot sipanja laserskega žarka (razširitev žarka) | 0,3-0,6mrad |
| Pulzna širina | 8,5 ns |
| Pulzna energija | 80mJ |
| Neprekinjen delovni čas | 5 min |
| Teža | ≤1,2 kg |
| Delovna temperatura | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Temperatura shranjevanja | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
Poleg izboljšanja lastnih naložb v tehnološke raziskave in razvoj, krepitve konstrukcije ekipe za raziskave in razvoj ter izpopolnjevanja inovacijskega sistema tehnoloških raziskav in razvoja, Lumispot Tech aktivno sodeluje tudi z zunanjimi raziskovalnimi institucijami v raziskavah industrija-univerza in je vzpostavil dober odnos sodelovanja z domači znani strokovnjaki iz industrije. Osnovna tehnologija in ključne komponente so bile razvite neodvisno, vse ključne komponente so bile razvite in izdelane neodvisno, vse naprave pa so bile lokalizirane. Bright Source Laser še vedno pospešuje tempo tehnološkega razvoja in inovacij ter bo še naprej uvajal cenejše in zanesljivejše varnostne laserske daljinomerne module za človeške oči, da bi zadovoljil povpraševanje na trgu.
Čas objave: 21. junija 2023