Kompanija Lumispot Technology Co., Ltd. je, na osnovu višegodišnjeg istraživanja i razvoja, uspješno razvila pulsni laser male veličine i težine s energijom od 80mJ, frekvencijom ponavljanja od 20 Hz i valnom dužinom sigurnom za ljudsko oko od 1,57μm. Ovaj istraživački rezultat postignut je povećanjem efikasnosti konverzije KTP-OPO i optimizacijom izlaza laserskog modula sa diodnim izvorom pumpe. Prema rezultatima ispitivanja, ovaj laser ispunjava širok raspon radnih temperatura od -45 ℃ do 65 ℃ s odličnim performansama, dostižući napredni nivo u Kini.
Pulsni laserski daljinomjer je instrument za mjerenje udaljenosti koji koristi laserski impuls usmjeren prema meti, s prednostima visokopreciznog mjerenja udaljenosti, jake otpornosti na interferenciju i kompaktne strukture. Proizvod se široko koristi u inženjerskim mjerenjima i drugim oblastima. Ova metoda pulsnog laserskog mjerenja udaljenosti najčešće se koristi u primjeni mjerenja na velikim udaljenostima. Kod ovog daljinomjera na velikim udaljenostima, poželjnije je odabrati laser u čvrstom stanju s visokom energijom i malim kutom raspršenja snopa, koristeći Q-switching tehnologiju za izlaz nanosekundnih laserskih impulsa.
Relevantni trendovi pulsirajućih laserskih daljinomjera su sljedeći:
(1) Laserski daljinomjer siguran za ljudsko oko: Optički parametarski oscilator od 1,57 μm postepeno zamjenjuje tradicionalni laserski daljinomjer valne dužine od 1,06 μm u većini polja daljinomjera.
(2) Minijaturizirani daljinski laserski daljinomjer male veličine i male težine.
S poboljšanjem performansi sistema za detekciju i snimanje, potrebni su daljinski laserski daljinomjeri sposobni za mjerenje malih ciljeva od 0,1 m² na udaljenosti od 20 km. Stoga je hitno proučiti visokoučinkoviti laserski daljinomjer.
Posljednjih godina, Lumispot Tech je uložio napore u istraživanje, dizajn, proizvodnju i prodaju lasera u čvrstom stanju talasne dužine od 1,57 mikrona, bezbednog za oči, sa malim uglom raspršenja snopa i visokim operativnim performansama.
Nedavno je Lumispot Tech dizajnirao laser talasne dužine od 1,57 mikrona, hlađen zrakom, siguran za oči, visoke vršne snage i kompaktne strukture, što je rezultat praktične potražnje u istraživanju minimiziranih laserskih daljinomjera za velike udaljenosti. Nakon eksperimenta, ovaj laser pokazuje široke mogućnosti primjene, posjeduje odlične performanse, snažnu prilagodljivost okolini u širokom rasponu radnih temperatura od -40 do 65 stepeni Celzijusa.
Pomoću sljedeće jednačine, sa fiksnom količinom druge reference, poboljšanjem vršne izlazne snage i smanjenjem ugla raspršenja snopa, može se poboljšati mjerna udaljenost daljinomjera. Kao rezultat toga, dva faktora: vrijednost vršne izlazne snage i mali ugao raspršenja snopa kod kompaktnog lasera sa funkcijom hlađenja zrakom su ključni dio koji određuje sposobnost mjerenja udaljenosti određenog daljinomjera.
Ključni dio za realizaciju lasera s talasnom dužinom sigurnom za ljudsko oko je tehnika optičkog parametarskog oscilatora (OPO), uključujući opciju nelinearnog kristala, metode faznog usklađivanja i dizajna OPO interiorne strukture. Izbor nelinearnog kristala zavisi od velikog nelinearnog koeficijenta, visokog praga otpornosti na oštećenja, stabilnih hemijskih i fizičkih svojstava i tehnika zrelog rasta itd., fazno usklađivanje treba imati prednost. Odaberite nekritičnu metodu faznog usklađivanja s velikim uglom prihvata i malim uglom odlaska; struktura OPO šupljine treba uzeti u obzir efikasnost i kvalitet snopa na osnovu osiguranja pouzdanosti. Krivulja promjene izlazne talasne dužine KTP-OPO s uglom faznog usklađivanja, kada je θ=90°, signalna svjetlost može tačno emitovati laser siguran za ljudsko oko. Stoga je dizajnirani kristal sječen duž jedne strane, a koristi se ugao usklađivanja θ=90°, φ=0°, odnosno koristi se metoda klasnog usklađivanja, kada je efektivni nelinearni koeficijent kristala najveći i nema efekta disperzije.
Na osnovu sveobuhvatnog razmatranja gore navedenog problema, u kombinaciji sa nivoom razvoja trenutne domaće laserske tehnike i opreme, optimizacijsko tehničko rješenje je: OPO usvaja dizajn KTP-OPO vanjske šupljine klase II sa nekritičnim faznim usklađivanjem; 2 KTP-OPO su vertikalno postavljena u tandem strukturi kako bi se poboljšala efikasnost konverzije i pouzdanost lasera, kao što je prikazano na slici...Slika 1Iznad.
Izvor pumpe je samostalno istraženi i razvijeni provodni hlađeni poluprovodnički laserski niz, s radnim ciklusom od najviše 2%, vršnom snagom od 100 W za jednu šipku i ukupnom radnom snagom od 12.000 W. Pravougaona prizma, planarno reflektirajuće ogledalo i polarizator formiraju presavijenu rezonantnu šupljinu sa spregnutom izlaznom polarizacijom, a pravougaona prizma i talasna ploča se rotiraju kako bi se dobio željeni laserski izlaz od 1064 nm. Metoda Q modulacije je aktivna elektrooptička Q modulacija pod pritiskom zasnovana na KDP kristalu.
Slika 1Dva KTP kristala spojena u seriju
U ovoj jednačini, Prec je najmanja detektabilna radna snaga;
Pout je vršna izlazna vrijednost radne snage;
D je otvor blende prijemnog optičkog sistema;
t je transmitancija optičkog sistema;
θ je ugao raspršenja emiterskog snopa lasera;
r je stopa refleksije cilja;
A je ciljana ekvivalentna površina poprečnog presjeka;
R je najveći raspon mjerenja;
σ je koeficijent atmosferske apsorpcije.
Slika 2Modul šipkastog niza u obliku luka putem samostalnog razvoja,
sa YAG kristalnom šipkom u sredini.
TheSlika 2su lučno oblikovani snopovi šipki, koji postavljaju YAG kristalne šipke kao laserski medij unutar modula, s koncentracijom od 1%. Da bi se riješila kontradikcija između lateralnog kretanja lasera i simetrične raspodjele laserskog izlaza, korištena je simetrična raspodjela LD niza pod uglom od 120 stepeni. Izvor pumpe je valna dužina 1064 nm, dva zakrivljena modula šipki od 6000 W u seriji poluprovodničkih tandem pumpanja. Izlazna energija je 0-250 mJ sa širinom impulsa od oko 10 ns i visokom frekvencijom od 20 Hz. Koristi se preklopljena šupljina, a laser valne dužine 1,57 μm se izlazi nakon tandemskog KTP nelinearnog kristala.
Grafikon 3Dimenzionalni crtež pulsirajućeg lasera talasne dužine 1,57 μm
Grafikon 4Oprema za uzorkovanje pulsirajućeg lasera talasne dužine 1,57 μm
Grafikon 5:Izlaz od 1,57 μm
Grafikon 6:Stepen efikasnosti konverzije izvora pumpe
Prilagođavanje mjerenja laserske energije za mjerenje izlazne snage 2 vrste talasnih dužina respektivno. Prema grafikonu prikazanom ispod, dobijena vrijednost energije bila je prosječna vrijednost pri radu na frekvenciji od 20Hz sa radnim periodom od 1 minute. Energija koju generiše laser talasne dužine 1,57 μm ima konzistentnu promjenu u odnosu na energiju pumpnog izvora talasne dužine 1064 nm. Kada je energija pumpnog izvora jednaka 220 mJ, izlazna energija lasera talasne dužine 1,57 μm može dostići 80 mJ, sa stopom konverzije do 35%. Budući da se OPO signalna svjetlost generiše pod djelovanjem određene gustine snage svjetlosti osnovne frekvencije, njena granična vrijednost je viša od granične vrijednosti svjetlosti osnovne frekvencije 1064 nm, a njena izlazna energija se brzo povećava nakon što energija pumpanja pređe graničnu vrijednost OPO-a. Odnos između izlazne energije i efikasnosti OPO-a u odnosu na izlaznu energiju svjetlosti osnovne frekvencije prikazan je na slici, iz koje se može vidjeti da efikasnost konverzije OPO-a može doseći i do 35%.
Konačno, može se postići laserski impuls talasne dužine 1,57 μm sa energijom većom od 80 mJ i širinom laserskog impulsa od 8,5 ns. Ugao divergencije izlaznog laserskog snopa kroz ekspander laserskog snopa je 0,3 mrad. Simulacije i analize pokazuju da sposobnost mjerenja udaljenosti pulsirajućim laserskim daljinomjerom koji koristi ovaj laser može premašiti 30 km.
| Talasna dužina | 1570±5 nm |
| Frekvencija ponavljanja | 20Hz |
| Ugao raspršenja laserskog snopa (širenje snopa) | 0,3-0,6 mrad |
| Širina impulsa | 8,5 ns |
| Energija impulsa | 80mJ |
| Neprekidno radno vrijeme | 5 minuta |
| Težina | ≤1,2 kg |
| Radna temperatura | -40℃~65℃ |
| Temperatura skladištenja | -50℃~65℃ |
Pored poboljšanja vlastitih investicija u istraživanje i razvoj tehnologije, jačanja izgradnje tima za istraživanje i razvoj i usavršavanja sistema inovacija u istraživanju i razvoju tehnologije, Lumispot Tech također aktivno surađuje s vanjskim istraživačkim institucijama u području istraživanja na relaciji industrija-univerzitet-istraživanje, te je uspostavio dobru saradnju s poznatim domaćim stručnjacima iz industrije. Osnovna tehnologija i ključne komponente razvijene su nezavisno, sve ključne komponente razvijene su i proizvedene nezavisno, a svi uređaji lokalizirani. Bright Source Laser i dalje ubrzava tempo razvoja tehnologije i inovacija te će nastaviti uvoditi jeftinije i pouzdanije module laserskih daljinomjera za zaštitu ljudskog oka kako bi zadovoljio potražnju na tržištu.
Vrijeme objave: 21. juni 2023.