Lumispot Technology Co., Ltd., baserat på år av forskning och utveckling, har framgångsrikt utvecklat en liten och lätt pulsad laser med en energi på 80mJ, en repetitionsfrekvens på 20 Hz och en våglängd på 1,57 μm för mänskliga ögon. Detta forskningsresultat uppnåddes genom att öka konversationseffektiviteten hos KTP-OPO och optimera utsignalen från pumpkällans diodlasermodul. Enligt testresultatet uppfyller denna laser det breda arbetstemperaturkravet från -45 ℃ till 65 ℃ med utmärkt prestanda och når den avancerade nivån i Kina.
Pulserad laseravståndsmätare är ett avståndsmätinstrument med fördelen av laserpuls riktad mot målet, med fördelarna med hög precision avståndsmätningsförmåga, stark anti-interferensförmåga och kompakt struktur. Produkten används ofta inom teknisk mätning och andra områden. Denna pulsade laseravståndsmätningsmetod används mest vid tillämpningen av långdistansmätning. I denna långdistansavståndsmätare är det mer att föredra att välja en halvledarlaser med hög energi och liten strålspridningsvinkel, med hjälp av Q-switching-tekniken för att mata ut nanosekundlaserpulserna.
De relevanta trenderna för pulsad laseravståndsmätare är följande:
(1) Människoögon-säker laseravståndsmätare: 1,57um optisk parametrisk oscillator ersätter gradvis positionen för den traditionella 1,06um våglängdslaseravståndsmätaren i de flesta avståndsmätningsfälten.
(2) Miniatyriserad fjärrlaseravståndsmätare med liten storlek och lätt.
Med förbättringen av detektions- och avbildningssystemets prestanda krävs fjärravståndsmätare med laser som kan mäta små mål på 0,1 m² över 20 km. Därför är det brådskande att studera den högpresterande laseravståndsmätaren.
Under de senaste åren har Lumispot Tech ansträngt sig för forskning, design, produktion och försäljning av den ögonsäkra halvledarlasern på 1,57um våglängd med liten strålspridningsvinkel och hög driftsprestanda.
Nyligen designade Lumispot Tech en 1,57um ögonsäker våglängds luftkyld laser med hög toppeffekt och kompakt struktur, som ett resultat av den praktiska efterfrågan inom forskningen om minisering av långdistanslaseravståndsmätare. Efter experimentet visar denna laser den breda applikationsmöjligheter, hade utmärkta prestanda, stark miljöanpassningsförmåga under det breda intervallet av arbetstemperaturer från -40 till 65 grader Celsius,
Genom följande ekvation, med den fasta kvantiteten av andra referenser, genom att förbättra toppeffekten och minska strålspridningsvinkeln, kan den förbättra avståndsmätarens mätavstånd. Som ett resultat är de 2 faktorerna: värdet av toppeffekt och liten strålspridningsvinkel kompakt strukturlaser med luftkyld funktion nyckeldelen som avgör avståndsmätningsförmågan hos en specifik avståndsmätare.
Nyckeldelen för att realisera lasern med en våglängd som är säker för mänskliga ögon är optisk parametrisk oscillator (OPO) teknik, inklusive möjligheten till icke-linjär kristall, fasmatchningsmetod och OPO-interiolstrukturdesign. Valet av icke-linjär kristall beror på stor icke-linjär koefficient, hög skadebeständighetströskel, stabila kemiska och fysikaliska egenskaper och mogna tillväxttekniker etc., fasmatchning bör ha företräde. Välj en icke-kritisk fasmatchningsmetod med stor acceptansvinkel och liten avgångsvinkel; OPO-kavitetsstrukturen bör ta hänsyn till effektivitet och strålkvalitet på grundval av att säkerställa tillförlitlighet. förändringskurvan för KTP-OPO-utgångsvåglängden med fasmatchningsvinkel, när θ=90°, kan signalljuset exakt mata ut det mänskliga ögat säkert laser. Därför skärs den designade kristallen längs ena sidan, vinkelmatchningen används θ=90°，φ=0°, det vill säga användningen av klassmatchningsmetoden, när den kristalleffektiva olinjära koefficienten är störst och det inte finns någon spridningseffekt .
Baserat på en omfattande övervägande av ovanstående fråga, kombinerat med utvecklingsnivån för den nuvarande inhemska lasertekniken och utrustningen, är den tekniska optimeringslösningen: OPO:n antar en klass II icke-kritisk fasmatchande extern kavitets dubbelkavitets KTP-OPO design; de 2 KTP-OPO:erna faller vertikalt in i en tandemstruktur för att förbättra konverteringseffektiviteten och lasertillförlitligheten som visas iBild 1Ovan.
Pumpkällan är den självforskning och utvecklade ledande kylda halvledarlasermatrisen, med en arbetscykel på högst 2 %, 100W toppeffekt för enstav och en total arbetseffekt på 12 000 W. Det rätvinkliga prismat, den plana helreflekterande spegeln och polarisatorn bildar en vikt polarisationskopplad resonanshålighet, och det rätvinkliga prismat och vågplattan roteras för att erhålla den önskade 1064 nm laserkopplingsutgången. Q-modulationsmetoden är en trycksatt aktiv elektrooptisk Q-modulering baserad på KDP-kristall.
Bild 1Två KTP-kristaller kopplade i serie
I denna ekvation är Prec den minsta detekterbara arbetskraften;
Pout är det maximala utgångsvärdet för arbetskraften;
D är det mottagande optiska systemets öppning;
t är det optiska systemets transmittans;
θ är laserns emitterande strålspridningsvinkel;
r är reflektionshastigheten för målet;
A är målets ekvivalenta tvärsnittsarea;
R är det största mätområdet;
σ är Atmosfärisk absorptionskoefficient.
Figur 2: Den bågformade bar array-modulen via självutveckling,
med YAG-kristallstaven i mitten.
DeFigur 2är de bågformade stångstaplarna, som placerar YAG-kristallstavarna som lasermedium inuti modulen, med en koncentration på 1%. För att lösa motsägelsen mellan den laterala laserrörelsen och den symmetriska fördelningen av laserutgången användes en symmetrisk fördelning av LD-matrisen i en vinkel på 120 grader. Pumpkällan är 1064nm våglängd, två 6000W kurvade array-bar-moduler i seriehalvledar-tandempumpning. Utgångsenergin är 0-250mJ med en pulsbredd på ca 10ns och en tung frekvens på 20Hz. en vikt hålighet används, och 1,57 μm våglängdslasern matas ut efter en tandem KTP olinjär kristall.
Diagram 3Måttritningen av 1,57um våglängdspulsad laser
Diagram 4:1,57um våglängdspulsad laserprovutrustning
Diagram 5:1,57 μm utgång
Diagram 6:Omvandlingseffektiviteten för pumpkällan
Anpassning av laserenergimätningen för att mäta uteffekten för 2 typer av våglängder. Enligt grafen som visas nedan var resultatet av energivärdet medelvärdet som arbetade under 20Hz med 1 min arbetsperiod. Bland dem har energin som genereras av 1,57um våglängdslasern en följdändring med förhållandet mellan 1064nm våglängdspumpkällans energi. När energin från pumpkällan är lika med 220mJ, kan utenergin från en våglängdslaser på 1,57um uppnå 80mJ, med en omvandlingshastighet på upp till 35%. Eftersom OPO-signalljuset genereras under verkan av en viss effekttäthet hos grundfrekvensljus, är dess tröskelvärde högre än tröskelvärdet för 1064 nm grundfrekvensljus, och dess utenergi ökar snabbt efter att pumpenergin överstiger OPO-tröskelvärdet . Förhållandet mellan OPO-utgångsenergin och effektiviteten med grundfrekvensens ljusutgångsenergi visas i figuren, från vilken det kan ses att OPO:ns omvandlingseffektivitet kan nå upp till 35 %.
Äntligen kan en laserpulsutgång på 1,57 μm med en energi som är större än 80 mJ och en laserpulsbredd på 8,5 ns uppnås. divergensvinkeln för den utgående laserstrålen genom laserstråleexpandern är 0,3 mrad. simuleringar och analyser visar att avståndsmätkapaciteten hos en pulsad laseravståndsmätare som använder denna laser kan överstiga 30 km.
| Våglängd | 1570±5nm |
| Upprepningsfrekvens | 20 Hz |
| Laserstrålespridningsvinkel (stråleexpansion) | 0,3-0,6 mrad |
| Pulsbredd | 8,5 ns |
| Pulsenergi | 80mJ |
| Kontinuerlig arbetstid | 5 min |
| Vikt | ≤1,2 kg |
| Arbetstemperatur | -40℃~65℃ |
| Förvaringstemperatur | -50℃~65℃ |
Förutom att förbättra sin egen satsning på forskning och utveckling i teknologi, stärka uppbyggnaden av FoU-teamet och fullända innovationssystemet för teknologisk FoU, samarbetar Lumispot Tech också aktivt med externa forskningsinstitutioner inom industri-universitet-forskning, och har etablerat en god samarbetsrelation med inhemska kända industriexperter. Kärnteknologin och nyckelkomponenterna har utvecklats oberoende, alla nyckelkomponenter har utvecklats och tillverkats oberoende, och alla enheter har lokaliserats. Bright Source Laser ökar fortfarande takten i teknikutveckling och innovation, och kommer att fortsätta att introducera lägre kostnader och mer tillförlitliga laseravståndsmätare för att möta marknadens efterfrågan.
Posttid: 2023-jun-21