Lumispot Technology Co., Ltd., sulla base di anni di ricerca e sviluppo, ha sviluppato con successo un laser pulsato di piccole dimensioni e leggero con un'energia di 80 mJ, una frequenza di ripetizione di 20 Hz e una lunghezza d'onda sicura per l'occhio umano di 1,57 μm. Questo risultato della ricerca è stato ottenuto aumentando l'efficienza di conversazione di KTP-OPO e ottimizzando l'output del modulo laser a diodi sorgente della pompa. Secondo il risultato del test, questo laser soddisfa l'ampio requisito di temperatura di esercizio da -45 ℃ a 65 ℃ con prestazioni eccellenti, raggiungendo il livello avanzato in Cina.
Il telemetro laser pulsato è uno strumento di misurazione della distanza che sfrutta il vantaggio dell'impulso laser diretto al bersaglio, con i pregi di un'abilità di telemetria ad alta precisione, una forte capacità anti-interferenza e una struttura compatta. Il prodotto è ampiamente utilizzato nella misurazione ingegneristica e in altri campi. Questo metodo di telemetria laser pulsato è ampiamente utilizzato nell'applicazione della misurazione a lunga distanza. In questo telemetro a lunga distanza, è preferibile scegliere il laser a stato solido con alta energia e angolo di diffusione del raggio ridotto, utilizzando la tecnologia Q-switching per emettere impulsi laser in nanosecondi.
Le tendenze rilevanti del telemetro laser pulsato sono le seguenti:
(1) Telemetro laser sicuro per l'occhio umano: l'oscillatore parametrico ottico da 1,57um sta gradualmente sostituendo la posizione del tradizionale telemetro laser con lunghezza d'onda da 1,06um nella maggior parte dei campi di telemetria.
(2) Telemetro laser remoto miniaturizzato di piccole dimensioni e leggero.
Con il miglioramento delle prestazioni dei sistemi di rilevamento e imaging, sono necessari telemetri laser remoti in grado di misurare piccoli bersagli di 0,1 m² su 20 km. Pertanto, è urgente studiare il telemetro laser ad alte prestazioni.
Negli ultimi anni, Lumispot Tech si è impegnata nella ricerca, progettazione, produzione e vendita di laser a stato solido con lunghezza d'onda di 1,57um, sicuri per gli occhi, con angolo di diffusione del raggio ridotto ed elevate prestazioni operative.
Recentemente, Lumispot Tech, ha progettato un laser raffreddato ad aria con lunghezza d'onda sicura per gli occhi di 1,57um con elevata potenza di picco e struttura compatta, derivante dalla richiesta pratica nell'ambito della ricerca del telemetro laser a lunga distanza minimizzato. Dopo l'esperimento, questo laser mostra l'ampio prospettive di applicazione, prestazioni eccellenti possedute, forte adattabilità ambientale nell'ambito dell'ampia gamma di temperature di lavoro da - 40 a 65 gradi Celsius,
Attraverso la seguente equazione, con la quantità fissa di altro riferimento, migliorando la potenza di picco in uscita e diminuendo l'angolo di diffusione del raggio, è possibile migliorare la distanza di misurazione del telemetro. Di conseguenza, i 2 fattori: il valore della potenza di uscita di picco e l'angolo di diffusione del fascio piccolo, il laser a struttura compatta con funzione raffreddata ad aria sono la parte fondamentale che decide la capacità di misurazione della distanza di un telemetro specifico.
La parte fondamentale per realizzare il laser con una lunghezza d'onda sicura per l'occhio umano è la tecnica dell'oscillatore ottico parametrico (OPO), inclusa l'opzione del cristallo non lineare, il metodo di corrispondenza di fase e il design della struttura interiolo dell'OPO. La scelta del cristallo non lineare dipende dal grande coefficiente non lineare, dall'elevata soglia di resistenza al danno, dalle proprietà chimiche e fisiche stabili e dalle tecniche di crescita mature, ecc., l'adattamento di fase dovrebbe avere la precedenza. Selezionare un metodo di adattamento di fase non critico con angolo di accettazione ampio e angolo di partenza piccolo; La struttura della cavità OPO dovrebbe tenere conto dell'efficienza e della qualità del raggio sulla base di garantire l'affidabilità. La curva di cambiamento della lunghezza d'onda di uscita KTP-OPO con angolo di corrispondenza di fase, quando θ = 90°, la luce del segnale può emettere esattamente l'occhio umano in modo sicuro laser. Pertanto, il cristallo progettato è tagliato lungo un lato, la corrispondenza dell'angolo utilizzata è θ=90°, φ=0°, ovvero l'uso del metodo di corrispondenza delle classi, quando il coefficiente non lineare effettivo del cristallo è il maggiore e non vi è alcun effetto di dispersione .
Sulla base di una considerazione globale della questione di cui sopra, combinata con il livello di sviluppo dell'attuale tecnica e attrezzatura laser domestica, la soluzione tecnica di ottimizzazione è: L'OPO adotta un KTP-OPO a doppia cavità con adattamento di fase non critico di Classe II. progetto; i 2 KTP-OPO sono incidenti verticalmente in una struttura tandem per migliorare l'efficienza di conversione e l'affidabilità del laser come mostrato inFigura 1Sopra.
La sorgente della pompa è un array laser a semiconduttore raffreddato conduttivo sviluppato e auto-ricercato, con un ciclo di lavoro massimo del 2%, una potenza di picco di 100 W per barra singola e una potenza di lavoro totale di 12.000 W. Il prisma ad angolo retto, lo specchio riflettente planare e il polarizzatore formano una cavità risonante di uscita accoppiata a polarizzazione piegata, mentre il prisma ad angolo retto e la piastra d'onda vengono ruotati per ottenere l'uscita di accoppiamento laser desiderata da 1064 nm. Il metodo di modulazione Q è una modulazione Q elettro-ottica attiva pressurizzata basata sul cristallo KDP.
Figura 1Due cristalli KTP collegati in serie
In questa equazione, Prec è la più piccola potenza di lavoro rilevabile;
Pout è il valore di picco della potenza di lavoro;
D è l'apertura del sistema ottico ricevente;
t è la trasmittanza del sistema ottico;
θ è l'angolo di diffusione del raggio emettitore del laser;
r è il tasso di riflessione del bersaglio;
A è l'area della sezione trasversale equivalente target;
R è l'intervallo di misurazione più ampio;
σ è il coefficiente di assorbimento atmosferico.
Figura 2: Il modulo array di barre a forma di arco tramite autosviluppo,
con l'asta di cristallo YAG al centro.
ILFigura 2sono le pile di barre a forma di arco, che mettono le barre di cristallo YAG come mezzo laser all'interno del modulo, con una concentrazione dell'1%. Per risolvere la contraddizione tra il movimento laterale del laser e la distribuzione simmetrica dell'emissione laser, è stata utilizzata una distribuzione simmetrica dell'array LD con un angolo di 120 gradi. La sorgente della pompa ha una lunghezza d'onda di 1064 nm, due moduli a barra di array curvi da 6000 W in pompaggio tandem a semiconduttore in serie. L'energia di uscita è 0-250 mJ con un'ampiezza dell'impulso di circa 10 ns e una frequenza elevata di 20 Hz. viene utilizzata una cavità piegata e il laser con lunghezza d'onda di 1,57 μm viene emesso dopo un cristallo non lineare KTP tandem.
Grafico 3Il disegno dimensionale del laser pulsato con lunghezza d'onda di 1,57um
Grafico 4: Apparecchiatura per campioni laser pulsati con lunghezza d'onda di 1,57um
Grafico 5:Uscita da 1,57μm
Grafico 6:L'efficienza di conversione della sorgente della pompa
Adattare la misurazione dell'energia laser per misurare rispettivamente la potenza di uscita di 2 tipi di lunghezza d'onda. Secondo il grafico mostrato di seguito, il risultato del valore energetico è stato il valore medio lavorando sotto i 20 Hz con un periodo di lavoro di 1 minuto. Tra questi, l'energia generata dal laser con lunghezza d'onda di 1,57 um presenta il conseguente cambiamento con il rapporto dell'energia della sorgente della pompa con lunghezza d'onda di 1064 nm. Quando l'energia della sorgente della pompa è pari a 220 mJ, l'energia di uscita del laser con lunghezza d'onda di 1,57um è in grado di raggiungere 80 mJ, con un tasso di conversione fino al 35%. Poiché la luce del segnale OPO viene generata sotto l'azione di una certa densità di potenza della luce a frequenza fondamentale, il suo valore di soglia è superiore al valore di soglia della luce a frequenza fondamentale di 1064 nm e la sua energia di uscita aumenta rapidamente dopo che l'energia di pompaggio supera il valore di soglia OPO . La relazione tra l'energia di uscita dell'OPO e l'efficienza con l'energia di uscita della luce a frequenza fondamentale è mostrata nella figura, dalla quale si può vedere che l'efficienza di conversione dell'OPO può raggiungere fino al 35%.
Infine, è possibile ottenere un'uscita dell'impulso laser con lunghezza d'onda di 1,57 μm con energia superiore a 80 mJ e una larghezza dell'impulso laser di 8,5 ns. l'angolo di divergenza del raggio laser in uscita attraverso l'espansore del raggio laser è 0,3 mrad. simulazioni e analisi mostrano che la capacità di misurazione della portata di un telemetro laser pulsato che utilizza questo laser può superare i 30 km.
| Lunghezza d'onda | 1570±5 nm |
| Frequenza di ripetizione | 20Hz |
| Angolo di diffusione del raggio laser (espansione del raggio) | 0,3-0,6 mrad |
| Larghezza dell'impulso | 8,5 ns |
| Energia impulsiva | 80mJ |
| Orario di lavoro continuo | 5 minuti |
| Peso | ≤1,2 kg |
| Temperatura di lavoro | -40℃~65℃ |
| Temperatura di conservazione | -50℃~65℃ |
Oltre a migliorare i propri investimenti in ricerca e sviluppo tecnologico, rafforzare la costruzione del team di ricerca e sviluppo e perfezionare il sistema di innovazione di ricerca e sviluppo tecnologico, Lumispot Tech collabora attivamente anche con istituti di ricerca esterni nella ricerca industriale-universitaria e ha stabilito un buon rapporto di cooperazione con esperti nazionali famosi del settore. La tecnologia di base e i componenti chiave sono stati sviluppati in modo indipendente, tutti i componenti chiave sono stati sviluppati e prodotti in modo indipendente e tutti i dispositivi sono stati localizzati. Bright Source Laser sta ancora accelerando il ritmo dello sviluppo e dell'innovazione tecnologica e continuerà a introdurre moduli telemetro laser per la sicurezza dell'occhio umano a costi inferiori e più affidabili per soddisfare la domanda del mercato.
Orario di pubblicazione: 21 giugno 2023