Lumispot Technology Co., Ltd. har, baseret på mange års forskning og udvikling, med succes udviklet en lille og let pulserende laser med en energi på 80 mJ, en repetitionsfrekvens på 20 Hz og en bølgelængde på 1,57 μm, der er sikker for det menneskelige øje. Dette forskningsresultat blev opnået ved at øge KTP-OPO's konversationseffektivitet og optimere outputtet fra pumpekildediodelasermodulet. Ifølge testresultatet opfylder denne laser det brede arbejdstemperaturkrav fra -45 ℃ til 65 ℃ med fremragende ydeevne og når det avancerede niveau i Kina.
Pulserende laserafstandsmåler er et afstandsmåleinstrument, der har fordelen af laserpulser rettet mod målet, med fordelene ved højpræcisionsafstandsmålingsevne, stærk anti-interferensevne og kompakt struktur. Produktet er meget udbredt inden for teknisk måling og andre områder. Denne pulserende laserafstandsmålingsmetode er mest udbredt i forbindelse med langdistancemåling. I denne langdistanceafstandsmåler er det mere at foretrække at vælge en faststoflaser med høj energi og lille strålespredningsvinkel, der bruger Q-switching-teknologi til at udsende nanosekundlaserpulser.
De relevante tendenser inden for pulserende laserafstandsmålere er som følger:
(1) Laserafstandsmåler, der er sikker for det menneskelige øje: En optisk parametrisk oscillator med 1,57 µm erstatter gradvist den traditionelle laserafstandsmåler med en bølgelængde på 1,06 µm i de fleste afstandsmålingsområder.
(2) Miniaturiseret fjernbetjent laserafstandsmåler med lille størrelse og let vægt.
Med forbedringen af detektions- og billeddannelsessystemernes ydeevne er der behov for fjernstyrede laserafstandsmålere, der er i stand til at måle små mål på 0,1 m² over 20 km. Derfor er det presserende at studere højtydende laserafstandsmålere.
I de senere år har Lumispot Tech lagt stor vægt på forskning, design, produktion og salg af den øjensikre solid state-laser med en bølgelængde på 1,57 µm, lille strålespredningsvinkel og høj driftsydelse.
For nylig har Lumispot Tech designet en øjensikker bølgelængde på 1,57 µm luftkølet laser med høj peakeffekt og kompakt struktur, som følge af den praktiske efterspørgsel inden for forskning i minimeret langdistancelaserafstandsmåler. Efter eksperimentet viser denne laser brede anvendelsesmuligheder, har fremragende ydeevne og stærk miljøtilpasningsevne under et bredt arbejdstemperaturområde fra -40 til 65 grader Celsius.
Gennem følgende ligning, med en fast mængde af en anden reference, kan afstandsmålerens måleafstand forbedres ved at forbedre den maksimale udgangseffekt og mindske strålespredningsvinklen. Som følge heraf er de to faktorer: værdien af den maksimale udgangseffekt og den lille strålespredningsvinkel, den vigtigste del, der bestemmer en specifik afstandsmålers afstandsmåler.
Nøgledelen til at realisere laseren med en bølgelængde, der er sikker for det menneskelige øje, er optisk parametrisk oscillator (OPO) teknik, inklusive muligheden for ikke-lineær krystal, fasetilpasningsmetode og OPO indvendig struktur design. Valget af ikke-lineær krystal afhænger af en stor ikke-lineær koefficient, høj skadesmodstandstærskel, stabile kemiske og fysiske egenskaber samt modne vækstteknikker osv. Fasetilpasning bør prioriteres. Vælg en ikke-kritisk fasetilpasningsmetode med stor acceptvinkel og lille afgangsvinkel. OPO hulrumsstrukturen bør tage hensyn til effektivitet og strålekvalitet på basis af at sikre pålidelighed. Ændringskurven for KTP-OPO outputbølgelængden med fasetilpasningsvinkel, når θ=90°, kan signallyset præcist udsende den menneskelige øje-sikre laser. Derfor skæres den designede krystal langs den ene side, og vinkeltilpasningen anvendes θ=90°, φ=0°, dvs. brugen af klassetilpasningsmetode, når krystallens effektive ikke-lineære koefficient er den største, og der ikke er nogen dispersionseffekt.
Baseret på en omfattende overvejelse af ovenstående problemstilling, kombineret med udviklingsniveauet for den nuværende indenlandske laserteknik og -udstyr, er den optimeringstekniske løsning: OPO'en anvender et klasse II ikke-kritisk fasetilpasningsdesign med eksternt hulrum og dobbelt hulrum; de 2 KTP-OPO'er er vertikalt indfaldende i en tandemstruktur for at forbedre konverteringseffektiviteten og laserens pålidelighed, som vist iFigur 1Over.
Pumpekilden er et selvforsknings- og udviklingsprojekt med en ledende, kølet halvlederlaseropsætning med en duty cycle på højst 2%, en peak-effekt på 100 W for en enkelt stang og en samlet arbejdseffekt på 12.000 W. Det retvinklede prisme, det plane, altreflekterende spejl og polarisatoren danner et foldet, polarisationskoblet udgangsresonanthulrum, og det retvinklede prisme og bølgepladen roteres for at opnå det ønskede laserkoblingsudgangsoutput på 1064 nm. Q-modulationsmetoden er en tryksat, aktiv elektrooptisk Q-modulation baseret på KDP-krystal.
Figur 1To KTP-krystaller forbundet i serie
I denne ligning er Prec den mindste detekterbare arbejdskraft;
Pout er den maksimale udgangsværdi af arbejdseffekten;
D er det modtagende optiske systems blændeåbning;
t er det optiske systems transmittans;
θ er laserens emitterende strålespredningsvinkel;
r er målets reflektionshastighed;
A er det ækvivalente måltværsnitsareal;
R er det største måleområde;
σ er den atmosfæriske absorptionskoefficient.
Figur 2Det bueformede bar array-modul via selvudvikling,
med YAG-krystalstangen i midten.
DeFigur 2er de bueformede stangstablede strukturer, hvor YAG-krystalstavene anvendes som lasermedium inde i modulet med en koncentration på 1%. For at løse modsætningen mellem den laterale laserbevægelse og den symmetriske fordeling af laseroutputtet blev der anvendt en symmetrisk fordeling af LD-arrayet i en vinkel på 120 grader. Pumpekilden er en bølgelængde på 1064 nm, to 6000 W buede stangmoduler i serie med halvledertandempumpning. Outputenergien er 0-250 mJ med en pulsbredde på ca. 10 ns og en høj frekvens på 20 Hz. Der anvendes et foldet hulrum, og laseren med en bølgelængde på 1,57 μm outputtes efter en tandem KTP ikke-lineær krystal.
Graf 3Dimensionstegning af pulserende laser med en bølgelængde på 1,57 µm
Graf 41,57 µm bølgelængde pulserende laserprøveudstyr
Graf 5:1,57 μm udgang
Graf 6:Pumpekildens konverteringseffektivitet
Tilpasning af laserenergimålingen til at måle udgangseffekten for henholdsvis to typer bølgelængder. Ifølge grafen nedenfor var resultatet af energiværdien den gennemsnitlige værdi, der arbejdede under 20 Hz med en arbejdsperiode på 1 minut. Blandt disse har energien genereret af 1,57 µm bølgelængdelaseren en tilsvarende ændring i forholdet mellem pumpekildens energi ved 1064 nm bølgelængde. Når pumpekildens energi er lig med 220 mJ, kan udgangsenergien fra 1,57 µm bølgelængdelaseren opnå 80 mJ, med en konverteringsrate på op til 35%. Da OPO-signallyset genereres under påvirkning af en bestemt effekttæthed af grundfrekvenslys, er dets tærskelværdi højere end tærskelværdien for grundfrekvenslyset ved 1064 nm, og dets udgangsenergi stiger hurtigt, når pumpeenergien overstiger OPO-tærskelværdien. Forholdet mellem OPO-udgangsenergien og effektiviteten i forhold til grundfrekvenslysets udgangsenergi er vist i figuren, hvorfra det kan ses, at OPO'ens konverteringseffektivitet kan nå op til 35%.
Endelig kan der opnås en laserpulsudgang med en bølgelængde på 1,57 μm med en energi på over 80 mJ og en laserpulsbredde på 8,5 ns. Divergensvinklen for den udgående laserstråle gennem laserstråleekspanderen er 0,3 mrad. Simuleringer og analyser viser, at afstandsmålingsevnen for en pulserende laserafstandsmåler, der bruger denne laser, kan overstige 30 km.
| Bølgelængde | 1570 ± 5 nm |
| Gentagelsesfrekvens | 20Hz |
| Laserstrålens spredningsvinkel (stråleudvidelse) | 0,3-0,6 mrad |
| Pulsbredde | 8,5 ns |
| Pulsenergi | 80mJ |
| Kontinuerlige arbejdstimer | 5 minutter |
| Vægt | ≤1,2 kg |
| Arbejdstemperatur | -40℃~65℃ |
| Opbevaringstemperatur | -50℃~65℃ |
Ud over at forbedre sine egne investeringer i teknologisk forskning og udvikling, styrke opbygningen af et R&D-team og perfektionere det teknologiske R&D-innovationssystem, samarbejder Lumispot Tech også aktivt med eksterne forskningsinstitutioner inden for industri-universitetsforskning og har etableret et godt samarbejdsforhold med berømte indenlandske brancheeksperter. Kerneteknologien og nøglekomponenterne er blevet udviklet uafhængigt, alle nøglekomponenter er blevet udviklet og fremstillet uafhængigt, og alle enheder er blevet lokaliseret. Bright Source Laser accelererer stadig tempoet inden for teknologisk udvikling og innovation og vil fortsætte med at introducere billigere og mere pålidelige laserafstandsmålermoduler til sikkerhed i det menneskelige øje for at imødekomme markedets efterspørgsel.
Opslagstidspunkt: 21. juni 2023