Lumispot Technology Co., Ltd., basado en años de investigación y desarrollo, desarrolló con éxito un láser pulsado de tamaño pequeño y liviano con energía de 80 mJ, frecuencia de repetición de 20 Hz y una longitud de onda segura por los ojos humanos de 1,57 μm. Este resultado de la investigación se logró aumentando la eficiencia de conversación de KTP-OPO y optimizando la salida del módulo láser de diodo fuente de la fuente de bomba. Según el resultado de la prueba, este láser cumple con el amplio requisito de temperatura de trabajo de -45 ℃ a 65 ℃ con excelente rendimiento, alcanzando el nivel avanzado en China.
El telémetro láser pulsado es un instrumento de medición de distancia a la ventaja del pulso láser dirigido al objetivo, con los méritos de la capacidad de retención de alta precisión, la capacidad anti-interferencia de hilos y la estructura compacta. El producto se usa ampliamente en medición de ingeniería y otros campos. Este método de avivamiento láser pulsado se usa más ampliamente en la aplicación de medición de larga distancia. En este telémetro de larga distancia, es más preferible elegir el láser de estado sólido con alta energía y ángulo de dispersión de haz pequeño, utilizando la tecnología de conmutación Q para generar los pulsos láser de nanosegundos.
Las tendencias relevantes del telémetro láser pulsado son las siguientes:
(1) Ransfintor de láser seguro para el ojo humano: el oscilador paramétrico óptico de 1.57um está reemplazando gradualmente la posición del telémetro láser de longitud de onda de 1.06um tradicional en la mayoría de los campos de avivamiento.
(2) telémetro láser remoto miniaturizado con pequeño tamaño y peso ligero.
Con la mejora del rendimiento del sistema de detección y imagen, se requieren telémetros láser remotos capaces de medir pequeños objetivos de 0.1 m² en más de 20 km. Por lo tanto, es urgente estudiar el telémetro láser de alto rendimiento.
En los últimos años, Lumispot Tech puso el esfuerzo a la investigación, el diseño, la producción y la venta del láser de estado sólido de longitud de onda de 1.57um con un ángulo de dispersión de haz pequeño y un alto rendimiento operativo.
Recently, Lumispot Tech, designed an 1.57um eye-safe wavelength air cooled laser with high peak power and compact structure , resulting from the practical demand within the research of minization long-distance laser rangefinder,.After the experiment, this laser shows the wide application prospects, possessed excellent performace, strong environmental adaptability under the wide range of working temperature from - 40 to 65 degree celsius,
A través de la siguiente ecuación, con la cantidad fija de otra referencia, al mejorar la potencia de salida máxima y disminuir el ángulo de dispersión del haz, puede mejorar la distancia de medición del telémetro. Como resultado, los 2 factores: el valor de la potencia de salida máxima y el láser de estructura compacta del ángulo de dispersión del haz pequeño con función refrigerada por aire es la parte clave que decide la capacidad de medición de distancia del telémetro específico.
La parte clave para realizar el láser con la longitud de onda segura de los ojos humanos es la técnica de oscilador paramétrico óptico (OPO), incluida la opción de cristal no lineal, método de coincidencia de fase y diseño de estructura de interiol Opo. La elección del cristal no lineal depende de un gran coeficiente no lineal, el umbral de resesancia de alto daño, las propiedades químicas y físicas estables y las técnicas de crecimiento maduro, etc., la coincidencia de fase debe tener prioridad. Seleccione un método de coincidencia de fase no crítico con un gran ángulo de aceptación y un pequeño ángulo de salida; La estructura de la cavidad Opo debe tener en cuenta la eficiencia y la calidad del haz sobre la base de garantizar la confiabilidad. La curva de cambio de la longitud de onda de salida de KTP-OPO con ángulo de coincidencia de fase, cuando el θ = 90 °, la luz de señal puede generar exactamente el láser seguro para el ojo humano. Por lo tanto, el cristal diseñado se corta a lo largo de un lado, la coincidencia de ángulo se usa θ = 90 ° ， φ = 0 °, es decir, el uso del método de coincidencia de clases, cuando el coeficiente no lineal efectivo de cristal es el más grande y no hay efecto de dispersión.
Basado en una consideración integral del problema anterior, combinado con el nivel de desarrollo de la técnica y el equipo de láser doméstico actual, la solución técnica de optimización es: el OPO adopta un diseño de OPO de KTP-OPO de cavidad externa no crítica de clase II; Las 2 KTP-OPO son incidentes verticalmente en una estructura tándem para mejorar la eficiencia de conversión y la confiabilidad láser como se muestra enFigura 1Arriba.
La fuente de la bomba es la autoinforme y desarrolló una matriz de láser de semiconductores enfriados por conducción conductora, con un ciclo de trabajo del 2% como máximo, potencia máxima de 100W para una sola barra y la potencia de trabajo total de 12,000W. El prisma de ángulo derecho, el espejo y el polarizador todo reflectante plano forman una cavidad resonante de salida acoplada de polarización plegada, y el prisma y la placa de onda del ángulo recto se giran para obtener la salida de acoplamiento láser de 1064 nm deseada. El método de modulación Q es una modulación de Q electroóptico activo activo presurizado basada en el cristal KDP.
Figura 1Dos cristales KTP conectados en serie
En esta ecuación, prec es el poder de trabajo detectable más pequeño;
POUT es el valor máximo de salida de la potencia de trabajo;
D es la apertura del sistema óptico receptor;
t es la transmitancia óptica SySTM;
θ es el ángulo de dispersión del haz de emisores del láser;
r es la tasa de reflexión del objetivo;
A es el área de sección transversal equivalente objetivo;
R es el rango de medición más grande;
σ es el coeficiente de absorción atmosférica.
Figura 2: El módulo de matriz de barra en forma de ARC a través del autodesarrollo,
con la varilla de cristal Yag en el medio.
ElFigura 2Es las pilas de barras en forma de arco, colocando las varillas de cristal YAG como medio láser dentro del módulo, con la concentración del 1%. Para resolver la contradicción entre el movimiento láser lateral y la distribución simétrica de la salida del láser, se utilizó una distribución simétrica de la matriz LD en un ángulo de 120 grados. La fuente de la bomba es una longitud de onda de 1064 nm, dos módulos de barra de matriz curva de 6000W en la serie de bombeo en tándem semiconductor. La energía de salida es de 0-250MJ con un ancho de pulso de aproximadamente 10ns y una gran frecuencia de 20Hz. Se usa una cavidad plegada y el láser de longitud de onda de 1.57 μm se emite después de un cristal no lineal KTP tándem.
Gráfico 3El dibujo dimensional del láser pulsado de longitud de onda de 1.57um
Gráfico 4: 1.57um Longitud de onda láser equipo de muestra de láser
Gráfico 5:Salida de 1,57 μm
Gráfico 6:La eficiencia de conversión de la fuente de la bomba
Adaptando la medición de energía láser para medir la potencia de salida de 2 tipos de longitud de onda respectivamente. Según el gráfico que se muestra a continuación, el valor de la resisión de energía fue el valor promedio que funcionaba bajo los 20Hz con un período de trabajo de 1 minuto. Entre ellos, la energía generada por el láser Wavelenth 1.57um tiene el cambio de consecuencia con la relación de energía de la fuente de la bomba de longitud de onda de 1064 nm. Cuando la energía de la fuente de la bomba es igual a 220MJ, la energía de salida del láser de longitud de onda de 1.57um puede alcanzar 80MJ, con la tasa de conversión de hasta el 35%. Dado que la luz de la señal OPO se genera bajo la acción de cierta densidad de potencia de la luz de frecuencia fundamental, su valor umbral es mayor que el valor umbral de la luz de frecuencia fundamental de 1064 nm, y su energía de salida aumenta rápidamente después de que la energía de bombeo excede el valor umbral de OPO. La relación entre la energía de salida de OPO y la eficiencia con la energía de salida de luz de frecuencia fundamental se muestra en la figura, desde la cual se puede ver que la eficiencia de conversión del OPO puede alcanzar hasta el 35%.
Por fin, se puede lograr una salida de pulso láser de longitud de onda de 1.57 μm con energía superior a 80 mJ y se puede lograr un ancho de pulso láser de 8.5NS. El ángulo de divergencia del haz láser de salida a través del expansor del haz láser es de 0.3mrad. Las simulaciones y el análisis muestran que la capacidad de medición de rango de un telémetro láser pulsado que usa este láser puede exceder los 30 km.
| Longitud de onda | 1570 ± 5 nm |
| Frecuencia de repetición | 20Hz |
| Ángulo de dispersión del haz láser (expansión del haz) | 0.3-0.6mrad |
| Ancho de pulso | 8.5ns |
| Energía de pulso | 80mj |
| Horas de trabajo continuas | 5 minutos |
| Peso | ≤1.2 kg |
| Temperatura de trabajo | -40 ℃ ~ 65 ℃ |
| Temperatura de almacenamiento | -50 ℃ ~ 65 ℃ |
Además de mejorar su propia inversión en investigación y desarrollo de tecnología, fortalecer la construcción del equipo de I + D y perfeccionar el sistema de innovación de I + D de tecnología, Lumispot Tech también coopera activamente con instituciones de investigación externas en la investigación de la universidad de la industria, y ha establecido una buena relación de cooperación con expertos en la industria nacionales famosos. La tecnología central y los componentes clave se han desarrollado de forma independiente, todos los componentes clave se han desarrollado y fabricado de forma independiente, y todos los dispositivos se han localizado. Bright Source Laser todavía está acelerando el ritmo del desarrollo y la innovación de la tecnología, y continuará introduciendo los módulos del telémetro láser de seguridad ocular humano más bajos y más confiables para satisfacer la demanda del mercado.
Tiempo de publicación: junio 21-2023