Lumispot Technology Co., Ltd., baseret på mange års forskning og udvikling, har med succes udviklet en lille størrelse og letvægts pulserende laser med energi på 80mJ, gentagelsesfrekvens på 20 Hz og menneskelig øje-sikker bølgelængde på 1,57μm.Dette forskningsresultat blev opnået ved at øge samtaleeffektiviteten af KTP-OPO og optimere outputtet fra pumpekildediodelasermodulet.Ifølge testresultatet opfylder denne laser det brede krav til arbejdstemperatur fra -45 ℃ til 65 ℃ med fremragende ydeevne og når det avancerede niveau i Kina.
Pulseret laserafstandsmåler er et afstandsmålerinstrument med fordelen ved laserpuls rettet mod målet, med fordelene ved højpræcisions afstandsmålingsevne, stærk anti-interferensevne og kompakt struktur.Produktet er meget udbredt inden for ingeniørmåling og andre områder.Denne pulserende laserafstandsmålingsmetode er mest udbredt i anvendelsen af langdistancemåling.I denne langdistance-afstandsmåler er det mere at foretrække at vælge solid-state-laseren med høj energi og lille strålespredningsvinkel ved at bruge Q-switching-teknologien til at udsende nanosekund-laserimpulserne.
De relevante tendenser for pulseret laserafstandsmåler er som følger:
(1) Human Eye-safe Laser Rangefinder: 1,57um optisk parametrisk oscillator erstatter gradvist positionen af den traditionelle 1,06um bølgelængde laserafstandsmåler i størstedelen af afstandsmålerfelterne.
(2) Miniaturiseret fjernlaserafstandsmåler med lille størrelse og letvægts.
Med forbedringen af detektions- og billeddannelsessystemets ydeevne kræves der eksterne laserafstandsmålere, der er i stand til at måle små mål på 0,1 m² over 20 km.Derfor haster det med at studere den højtydende laserafstandsmåler.
I de seneste år har Lumispot Tech gjort en indsats for forskning, design, produktion og salg af den 1,57um bølgelængde øjensikre solid state laser med lille strålespredningsvinkel og høj driftsydelse.
For nylig designede Lumispot Tech en 1,57um øjesikker bølgelængde luftkølet laser med høj spidseffekt og kompakt struktur, som følge af den praktiske efterspørgsel inden for forskningen af minisering af langdistance laserafstandsmåler. Efter eksperimentet viser denne laser den brede anvendelsesmuligheder, besad fremragende ydeevne, stærk miljøtilpasningsevne under det brede område af arbejdstemperaturer fra -40 til 65 grader celsius,
Gennem den følgende ligning, med den faste mængde af anden reference, ved at forbedre spidsudgangseffekten og formindske strålespredningsvinklen, kan den forbedre afstandsmålerens måleafstand.Som et resultat er de 2 faktorer: værdien af spidsudgangseffekt og lille strålespredningsvinkel kompakt strukturlaser med luftkølet funktion nøgledelen, der bestemmer afstandsmåleevnen for en specifik afstandsmåler.
Nøgledelen til at realisere laseren med menneskelig øje-sikker bølgelængde er optisk parametrisk oscillator (OPO) teknik, herunder muligheden for ikke-lineær krystal, fasetilpasningsmetode og OPO-interiolstrukturdesign.Valget af ikke-lineær krystal afhænger af stor ikke-lineær koefficient, høj skademodstandstærskel, stabile kemiske og fysiske egenskaber og de modne vækstteknikker osv., fasetilpasning bør have forrang.Vælg en ikke-kritisk fasetilpasningsmetode med stor acceptvinkel og lille afgangsvinkel;OPO-kavitetsstrukturen bør tage højde for effektivitet og strålekvalitet på grundlag af at sikre pålidelighed. Ændringskurven for KTP-OPO outputbølgelængde med fasetilpasningsvinkel, når θ=90°, kan signallyset nøjagtigt udsende det menneskelige øje sikkert laser.Derfor skæres den designede krystal langs den ene side, vinkeltilpasningen anvendes θ=90°，φ=0°, det vil sige brugen af klassetilpasningsmetoden, når den krystaleffektive ikke-lineære koefficient er størst, og der ikke er nogen spredningseffekt .
Baseret på en omfattende overvejelse af ovenstående problem, kombineret med udviklingsniveauet af den nuværende indenlandske laserteknik og udstyr, er den optimeringstekniske løsning: OPO'en vedtager en klasse II ikke-kritisk fasetilpasning ekstern kavitet dual-cavity KTP-OPO design;de 2 KTP-OPO'er er lodret indfaldende i en tandemstruktur for at forbedre konverteringseffektiviteten og laserpålidelighed som vist ifigur 1Over.
Pumpekilden er den selvforskning og udviklede ledende afkølede halvlederlaser-array, med driftscyklus på højst 2%, 100W spidseffekt for enkelt bar og den samlede arbejdseffekt på 12.000W.Det retvinklede prisme, det plane, helt reflekterende spejl og polarisatoren danner et foldet polarisationskoblet udgangsresonanshulrum, og det retvinklede prisme og bølgepladen roteres for at opnå det ønskede 1064 nm laserkoblingsoutput.Q-modulationsmetoden er en aktiv elektro-optisk Q-modulation under tryk baseret på KDP-krystal.
figur 1To KTP-krystaller forbundet i serie
I denne ligning er Prec den mindste detekterbare arbejdskraft;
Pout er den maksimale outputværdi af arbejdskraft;
D er det optiske modtagesystems åbning;
t er den optiske systemtransmittans;
θ er den udsendende strålespredningsvinkel for laseren;
r er reflektionshastigheden for målet;
A er det målækvivalente tværsnitsareal;
R er det største måleområde;
σ er den atmosfæriske absorptionskoefficient.
Figur 2: Det bueformede bar array-modul via selvudvikling,
med YAG krystalstangen i midten.
DetFigur 2er de bueformede stangstabler, der placerer YAG-krystalstængerne som lasermediet inde i modulet med en koncentration på 1%.For at løse modsætningen mellem den laterale laserbevægelse og den symmetriske fordeling af laseroutputtet blev der brugt en symmetrisk fordeling af LD-arrayet i en vinkel på 120 grader.Pumpekilden er 1064nm bølgelængde, to 6000W buede array bar moduler i serie halvleder tandem pumpning.Udgangsenergien er 0-250mJ med en pulsbredde på omkring 10ns og en tung frekvens på 20Hz.der anvendes et foldet hulrum, og 1,57μm bølgelængdelaseren udsendes efter en tandem KTP ikke-lineær krystal.
Graf 3Den dimensionelle tegning af 1,57um bølgelængde pulseret laser
Graf 4:1,57um bølgelængde pulseret laserprøveudstyr
Graf 5:1,57μm output
Graf 6:Omdannelseseffektiviteten af pumpekilden
Tilpasning af laserenergimålingen til at måle udgangseffekten af henholdsvis 2 slags bølgelængder.Ifølge grafen vist nedenfor var resultatet af energiværdien den gennemsnitlige værdi, der arbejdede under 20Hz med 1 min arbejdsperiode.Blandt dem har den energi, der genereres af 1,57um bølgelængdelaseren, den deraf følgende ændring med forholdet mellem 1064nm bølgelængde pumpekildeenergi.Når pumpekildens energi er lig med 220mJ, er udgangsenergien fra en 1,57um bølgelængdelaser i stand til at opnå 80mJ med en konverteringsrate på op til 35%.Da OPO-signallyset genereres under påvirkning af en vis effekttæthed af grundfrekvenslys, er dets tærskelværdi højere end tærskelværdien for 1064 nm grundfrekvenslys, og dets udgangsenergi stiger hurtigt, efter at pumpeenergien overstiger OPO-tærskelværdien .Sammenhængen mellem OPO-udgangsenergien og effektiviteten med grundfrekvensens lysudgangsenergi er vist i figuren, hvorfra det kan ses, at OPO'ens konverteringseffektivitet kan nå op til 35%.
Endelig kan der opnås en 1,57μm bølgelængde laserpulsudgang med energi større end 80mJ og en laserpulsbredde på 8,5ns.divergensvinklen for den udgående laserstråle gennem laserstråleekspanderen er 0,3 mrad.simuleringer og analyser viser, at rækkeviddemålingsevnen for en pulseret laserafstandsmåler, der bruger denne laser, kan overstige 30 km.
| Bølgelængde | 1570±5nm |
| Gentagelsesfrekvens | 20 Hz |
| Laserstrålespredningsvinkel (stråleudvidelse) | 0,3-0,6 mrad |
| Pulsbredde | 8,5 ns |
| Puls energi | 80mJ |
| Kontinuerlig arbejdstid | 5 min |
| Vægt | ≤1,2 kg |
| Arbejdstemperatur | -40℃~65℃ |
| Stuetemperatur | -50℃~65℃ |
Udover at forbedre sine egne teknologiske forsknings- og udviklingsinvesteringer, styrke opbygningen af R&D-team og perfektionere teknologi-FoU-innovationssystemet, samarbejder Lumispot Tech også aktivt med eksterne forskningsinstitutioner inden for industri-universitet-forskning, og har etableret et godt samarbejde med indenlandske berømte industrieksperter.Kerneteknologien og nøglekomponenterne er udviklet uafhængigt, alle nøglekomponenter er udviklet og fremstillet uafhængigt, og alle enheder er blevet lokaliseret.Bright Source Laser accelererer stadig tempoet i teknologiudvikling og innovation og vil fortsætte med at introducere lavere omkostninger og mere pålidelige laserafstandsmålermoduler for menneskelige øjne for at imødekomme markedets efterspørgsel.
Indlægstid: 21-jun-2023