Lumispot Technology Co., Ltd. huet op Jore vun der Fuerschung an Entwécklung erfollegräich e klengen a liichte Pulslaser mat enger Energie vun 80mJ, enger Widderhuelungsfrequenz vun 20 Hz an enger Wellelängt vun 1,57μm, déi fir d'mënschlecht A sécher ass, entwéckelt. Dëst Fuerschungsresultat gouf erreecht duerch d'Erhéijung vun der Konversatiounseffizienz vum KTP-OPO an d'Optimiséierung vun der Leeschtung vum Diodelasermodul vum Pompelquell. Laut dem Testergebnis entsprécht dëse Laser de breede Betriebstemperaturufuerderunge vun -45 ℃ bis 65 ℃ mat exzellenter Leeschtung a erreecht den fortgeschrattenen Niveau a China.
E Pulslaser-Rangefinder ass en Distanzmiessinstrument, dat duerch de Virdeel vun engem Laserpuls, deen op d'Zil geriicht ass, mat de Virdeeler vun enger héichpräziser Distanzmiessung, enger staarker Anti-Interferenz-Fäegkeet a kompakter Struktur benotzt gëtt. Dëst Produkt gëtt wäit verbreet an der Ingenieursmiessung an anere Beräicher benotzt. Dës Pulslaser-Rangefindungsmethod gëtt am wäitesten an der Uwendung vun der Fernmiessung benotzt. Bei dësem Fernmiesser ass et méi virzezéien, e Festkierperlaser mat héijer Energie an engem klenge Streuwénkel ze wielen, deen d'Q-Switching-Technologie benotzt fir d'Nanosekonnen-Laserimpulser auszeginn.
Déi relevant Trends vum Pulslaser-Rangemesser sinn wéi follegt:
(1) Laser-Rangemesser, dee fir d'Ae sécher ass: Den opteschen parametreschen Oszillator vun 1,57 µm ersetzt lues a lues d'Positioun vum traditionelle Laser-Rangemesser mat enger Wellelängt vun 1,06 µm an de meeschte Beräicher vun der Rangemessing.
(2) Miniaturiséierte Fernlaser-Distanzmesser mat klenger Gréisst a liichtem Gewiicht.
Mat der Verbesserung vun der Leeschtung vun Detektiouns- an Imaging-Systemer gi Fernlaser-Distanzmesser gebraucht, déi kleng Ziler vun 0,1 m² iwwer 20 km moosse kënnen. Dofir ass et dréngend, den héichperformante Laser-Distanzmesser ze studéieren.
An de leschte Joren huet Lumispot Tech sech an d'Fuerschung, den Design, d'Produktioun an de Verkaf vum aenséchere Festkierperlaser mat enger Wellelängt vun 1,57 µm, engem klenge Streuwénkel an enger héijer Betribsleistung investéiert.
Viru kuerzem huet Lumispot Tech en aenséchere Wellelängte-Loftgekillte Laser mat héijer Spëtzeleistung an enger kompakter Struktur entwéckelt, deen aus der praktescher Nofro an der Fuerschung no Minimaliséierungslaser-Entfernungsmessinstrumenter fir grouss Distanzen resultéiert. Nom Experiment weist dëse Laser breet Uwendungsperspektiven, huet exzellent Leeschtung a staark Ëmweltadaptatioun ënner engem breede Beräich vun Aarbechtstemperaturen vun -40 bis 65 Grad Celsius.
Duerch déi folgend Equatioun, mat der fixer Quantitéit vun enger anerer Referenz, kann d'Miessdistanz vum Distanzmesser verbessert ginn, andeems d'Spëtzeausgangsleistung verbessert an de Stralstreuwénkel reduzéiert gëtt. Als Resultat sinn déi 2 Faktoren: de Wäert vun der Spëtzeausgangsleistung an de klenge Stralstreuwénkel, e kompakte Strukturlaser mat loftgekillter Funktioun, de Schlësseldeel fir d'Distanzmiessfäegkeet vum spezifesche Distanzmesser.
De Schlësseldeel fir e Laser mat enger fir d'mënschlecht A sécherer Wellelängt ze realiséieren ass d'Technik vum opteschen parametreschen Oszillator (OPO), inklusiv der Optioun vun engem netlineare Kristall, der Phasenanpassungsmethod an dem Design vun der OPO-Interieurstruktur. D'Wiel vum netlineare Kristall hänkt vum groussen netlineare Koeffizient, dem héije Schuedresistenzschwellwäert, de stabile chemeschen a physikaleschen Eegeschaften an de reife Wuesstumstechniken etc. of. D'Phasenanpassung sollt Virrang hunn. Wielt eng net-kritesch Phasenanpassungsmethod mat engem groussen Akzeptanzwénkel an engem klenge Ofwäichwénkel; d'OPO-Hovehöhlstruktur soll d'Effizienz an d'Stralqualitéit berécksiichtegen, baséiert op der Garantie vun der Zouverlässegkeet. D'Ännerungskurve vun der KTP-OPO-Ausgangswellelängt mam Phasenanpassungswénkel: wann θ=90° ass, kann d'Signalliicht de fir d'mënschlecht A séchere Laser exakt ausginn. Dofir gëtt den entworfene Kristall op enger Säit geschnidden, d'Wénkelanpassung gëtt θ=90°, φ=0° benotzt, dat heescht d'Benotzung vun der Klassenanpassungsmethod, wann de effektiven netlineare Koeffizient vum Kristall dee gréissten ass an et keen Dispersiounseffekt gëtt.
Baséierend op enger ëmfaassender Iwwerleeung vum uewe genannten Thema, kombinéiert mam Entwécklungsniveau vun der aktueller inlännescher Lasertechnik an -ausrüstung, ass déi technesch Optimiséierungsléisung: Den OPO benotzt en net-kritesche Phasenanpassungs-KTP-OPO-Design mat externer Kavitéit an Duebelkavitéit vun der Klass II; déi 2 KTP-OPOe falen vertikal an enger Tandemstruktur an, fir d'Konversiounseffizienz an d'Laserzouverlässegkeet ze verbesseren, wéi gewisen anFigur 1Uewen.
D'Pompelquell ass den selbsterfuerschten an -entwéckelte konduktiv gekillte Hallefleiterlaser-Array, mat engem Duty Cycle vun maximal 2%, enger Spëtzeleeschtung vun 100W fir eng eenzeg Bar an enger gesamter Aarbechtsleeschtung vun 12.000W. De rechtwénkelege Prisma, de planare reflektive Spigel an de Polarisator bilden eng gefalteten polarisatiounsgekoppelt Ausgangsresonanzkavitéit, an de rechtwénkelege Prisma an d'Wellenplack ginn gedréit fir déi gewënscht 1064 nm Laserkopplungsausgang ze kréien. D'Q-Moduléierungsmethod ass eng ënner Drock gesat aktiv elektrooptesch Q-Moduléierung baséiert op KDP-Kristall.
Figur 1Zwee KTP-Kristaller a Serie verbonnen
An dëser Equatioun ass Prec déi klengst noweisbar Aarbechtskraaft;
Pout ass de maximalen Ausgangswäert vun der Aarbechtsleistung;
D ass d'Apertur vum empfangende optesche System;
t ass d'Transmittanz vum optesche System;
θ ass de Streuwénkel vum emittéierende Strahl vum Laser;
r ass d'Reflexiounsquote vum Zil;
A ass d'Zil-äquivalent Querschnittsfläch;
R ass de gréisste Miessberäich;
σ ass den Atmosphärenabsorptiounskoeffizient.
Figur 2De bogenfërmegen Balken-Array-Modul iwwer Selbstentwécklung,
mat der YAG-Kristallstaaf an der Mëtt.
DenFigur 2sinn déi bogenfërmeg Staafstapelen, wou d'YAG-Kristallstawen als Lasermedium am Modul placéiert sinn, mat enger Konzentratioun vun 1%. Fir de Widdersproch tëscht der lateraler Laserbewegung an der symmetrescher Verdeelung vum Laseroutput ze léisen, gouf eng symmetresch Verdeelung vum LD-Array an engem Wénkel vun 120 Grad benotzt. D'Pompelquell ass eng Wellelängt vun 1064 nm, zwee 6000 W gekrëmmte Staafmoduler a Serie mat Hallefleeder-Tandem-Pompelung. D'Ausgangsenergie ass 0-250 mJ mat enger Pulsbreet vu ronn 10 ns an enger héijer Frequenz vun 20 Hz. Eng gefalten Kavitéit gëtt benotzt, an de Laser mat enger Wellelängt vun 1,57 μm gëtt no engem Tandem-KTP-netlinearen Kristall ausgestraalt.
Grafik 3D'Dimensiounszeechnung vun engem pulséierte Laser mat enger Wellelängt vun 1,57 µm
Grafik 41,57 µm Wellelängt Pulslaser-Proufausrüstung
Grafik 5:1,57 μm Ausgang
Grafik 6:D'Konversiounseffizienz vun der Pompelquell
D'Laserenergiemessung gëtt ugepasst fir d'Ausgangsleistung vun 2 Aarte vu jeeweilege Wellelängten ze moossen. Laut dem Grafik hei ënnendrënner war d'Resultat vum Energiewäert den Duerchschnëttswäert beim Aarbechtsberäich vun 20 Hz mat enger Aarbechtszäit vun 1 Minutt. Dorënner ännert sech d'Energie, déi vum 1,57 µm Wellelängtelaser generéiert gëtt, mat der Bezéiung vun der Energie vun der Pompelquell mat enger Wellelängt vun 1064 nm. Wann d'Energie vun der Pompelquell 220 mJ ass, kann d'Ausgangsenergie vum 1,57 µm Wellelängtelaser 80 mJ erreechen, mat enger Konversiounsquote vu bis zu 35%. Well d'OPO-Signalliicht ënner der Aktioun vun enger bestëmmter Leeschtungsdicht vum Grondfrequenzliicht generéiert gëtt, ass säi Schwellwäert méi héich wéi de Schwellwäert vum Grondfrequenzliicht vun 1064 nm, a seng Ausgangsenergie klëmmt séier nodeems d'Pompelenergie de Schwellwäert vun OPO iwwerschratt huet. D'Bezéiung tëscht der OPO-Ausgangsenergie an dem Effizienz mat der Ausgangsenergie vun der Grondfrequenzliicht ass an der Figur gewisen, aus där et ze gesinn ass, datt d'Konversiounseffizienz vum OPO bis zu 35% erreeche kann.
Schlussendlech kann eng Laserpulsausgab mat enger Wellelängt vun 1,57 μm mat enger Energie vu méi wéi 80 mJ an enger Laserpulsbreet vun 8,5 ns erreecht ginn. Den Divergenzwénkel vum ausgaangene Laserstral duerch de Laserstrahlexpander ass 0,3 mrad. Simulatiounen an Analysen weisen, datt d'Distanzmiessfäegkeet vun engem gepulste Laser-Distanzmesser mat dësem Laser iwwer 30 km ka goen.
| Wellelängt | 1570±5nm |
| Widderhuelungsfrequenz | 20Hz |
| Laserstralstreuwénkel (Stralenausdehnung) | 0,3-0,6 mrad |
| Pulsbreet | 8,5 ns |
| Pulsenergie | 80mJ |
| Kontinuéierlech Aarbechtszäiten | 5 Minutten |
| Gewiicht | ≤1,2 kg |
| Aarbechtstemperatur | -40℃~65℃ |
| Lagertemperatur | -50℃~65℃ |
Nieft der Verbesserung vun den eegenen Investitiounen an Technologiefuerschung an -entwécklung, der Stäerkung vum Opbau vum Fuerschungs- an Entwécklungsteam an der Perfektioun vum technologeschen Fuerschungs- an Entwécklungssystem kooperéiert Lumispot Tech och aktiv mat externen Fuerschungsinstituter an der Industrie-Universitéit-Fuerschung a bitt eng gutt Kooperatiounsbezéiung mat renomméierten auslännesche Branchenexperten. Déi wichtegst Technologie an d'Schlësselkomponenten goufen onofhängeg entwéckelt, all Schlësselkomponenten goufen onofhängeg entwéckelt a fabrizéiert, an all Apparater goufen lokaliséiert. Bright Source Laser beschleunegt weiderhin d'Entwécklung an d'Innovatioun vun der Technologie a wäert weiderhin méi bëlleg a méi zouverlässeg Laser-Rangemesser-Moduler fir d'Sécherheet vum mënschlechen A aféieren, fir de Maartnofro gerecht ze ginn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 21. Juni 2023