Lumispot Technology Co., Ltd., yıllarca süren araştırma ve geliştirme çalışmaları sonucunda, 80 mJ enerjiye, 20 Hz tekrarlama frekansına ve insan gözü için güvenli 1,57 μm dalga boyuna sahip, küçük boyutlu ve hafif bir darbeli lazer geliştirmeyi başardı. Bu araştırma sonucu, KTP-OPO'nun dönüşüm verimliliğinin artırılması ve pompa kaynağı diyot lazer modülünün çıkışının optimize edilmesiyle elde edildi. Test sonuçlarına göre, bu lazer -45 ℃ ile 65 ℃ arasındaki geniş çalışma sıcaklığı aralığını mükemmel performansla karşılayarak Çin'de ileri seviyeye ulaştı.
Darbelemeli Lazer Mesafe Ölçer, lazer darbesinin hedefe yönlendirilmesi avantajıyla çalışan, yüksek hassasiyetli mesafe ölçme yeteneği, güçlü parazit önleme özelliği ve kompakt yapıya sahip bir mesafe ölçme cihazıdır. Ürün, mühendislik ölçümlerinde ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu darbelemeli lazer mesafe ölçme yöntemi, uzun mesafeli ölçüm uygulamalarında en yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uzun mesafeli mesafe ölçerde, nanosaniye lazer darbeleri üretmek için Q-anahtarlama teknolojisini kullanan, yüksek enerjili ve küçük ışın saçılma açısına sahip katı hal lazeri tercih edilir.
Darbelemeli lazer mesafe ölçerlerin ilgili trendleri aşağıdaki gibidir:
(1) İnsan Gözü İçin Güvenli Lazer Mesafe Ölçer: 1,57 µm optik parametrik osilatör, mesafe ölçme alanlarının çoğunda geleneksel 1,06 µm dalga boylu lazer mesafe ölçerin yerini yavaş yavaş almaktadır.
(2) Küçük boyutlu ve hafif minyatürleştirilmiş uzaktan lazerli mesafe ölçer.
Algılama ve görüntüleme sistemlerinin performansındaki gelişmelerle birlikte, 20 km'lik bir mesafede 0,1 m²'lik küçük hedefleri ölçebilen uzaktan lazer mesafe ölçerler gerekmektedir. Bu nedenle, yüksek performanslı lazer mesafe ölçerlerin incelenmesi acil bir ihtiyaçtır.
Son yıllarda Lumispot Tech, küçük ışın saçılma açısına ve yüksek çalışma performansına sahip, göz güvenli 1,57 µm dalga boylu katı hal lazerinin araştırılması, tasarımı, üretimi ve satışına odaklanmıştır.
Son zamanlarda Lumispot Tech, uzun mesafeli lazer mesafe ölçerlerin minimizasyonu araştırmalarındaki pratik ihtiyaçlardan yola çıkarak, yüksek tepe gücüne ve kompakt yapıya sahip, 1,57 µm göz güvenli hava soğutmalı bir lazer tasarladı. Deneyler sonucunda, bu lazerin geniş uygulama potansiyeline sahip olduğu, mükemmel performans gösterdiği ve -40 ila 65 santigrat derece arasındaki geniş çalışma sıcaklığı aralığında güçlü çevresel uyum sağladığı gösterilmiştir.
Aşağıdaki denklem aracılığıyla, diğer referansın sabit miktarı ile, tepe çıkış gücünü artırarak ve ışın saçılma açısını azaltarak, mesafe ölçerin ölçüm mesafesi iyileştirilebilir. Sonuç olarak, tepe çıkış gücü değeri ve küçük ışın saçılma açısı ile hava soğutmalı kompakt yapı lazeri, belirli bir mesafe ölçerin mesafe ölçme yeteneğini belirleyen kilit faktörlerdir.
İnsan gözü için güvenli dalga boyuna sahip lazeri gerçekleştirmenin kilit noktası, doğrusal olmayan kristal seçeneği, faz eşleştirme yöntemi ve OPO iç yapı tasarımı da dahil olmak üzere optik parametrik osilatör (OPO) tekniğidir. Doğrusal olmayan kristal seçimi, büyük doğrusal olmayan katsayıya, yüksek hasar direnci eşiğine, kararlı kimyasal ve fiziksel özelliklere ve olgun büyüme tekniklerine vb. bağlıdır; faz eşleştirme öncelikli olmalıdır. Geniş kabul açısı ve küçük ayrılma açısına sahip kritik olmayan bir faz eşleştirme yöntemi seçilmelidir; OPO boşluk yapısı, güvenilirliği sağlamanın yanı sıra verimliliği ve ışın kalitesini de dikkate almalıdır. KTP-OPO çıkış dalga boyunun faz eşleştirme açısıyla değişim eğrisinde, θ=90° olduğunda, sinyal ışığı tam olarak insan gözü için güvenli lazeri üretebilir. Bu nedenle, tasarlanan kristal bir taraftan kesilir, açı eşleştirmesi θ=90°, φ=0° olarak kullanılır, yani kristalin etkin doğrusal olmayan katsayısının en büyük olduğu ve dağılım etkisinin olmadığı sınıf eşleştirme yöntemi kullanılır.
Yukarıdaki konunun kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi ve mevcut yerli lazer tekniği ve ekipmanının gelişim düzeyi göz önünde bulundurularak, optimizasyon teknik çözümü şu şekildedir: OPO, II. Sınıf kritik olmayan faz eşleşmeli harici boşluklu çift boşluklu KTP-OPO tasarımını benimser; 2 KTP-OPO, dönüşüm verimliliğini ve lazer güvenilirliğini artırmak için gösterildiği gibi tandem bir yapıda dikey olarak birbirine temas edecek şekilde yerleştirilir.Şekil 1Üstünde.
Pompa kaynağı, en fazla %2'lik görev döngüsüne, tek çubuk için 100 W tepe gücüne ve toplam 12.000 W çalışma gücüne sahip, kendi geliştirdiğimiz iletken soğutmalı yarı iletken lazer dizisidir. Dik açılı prizma, düzlemsel tamamen yansıtıcı ayna ve polarizör, katlanmış polarizasyon kuplajlı çıkış rezonans boşluğu oluşturur ve istenen 1064 nm lazer kuplaj çıkışını elde etmek için dik açılı prizma ve dalga plakası döndürülür. Q modülasyon yöntemi, KDP kristaline dayalı basınçlı aktif elektro-optik Q modülasyonudur.
Şekil 1Seri bağlı iki KTP kristali
Bu denklemde Prec, tespit edilebilen en küçük iş gücüdür;
Pout, iş gücünün en yüksek çıkış değeridir;
D, alıcı optik sistem açıklığıdır;
t, optik sistemin geçirgenliğidir;
θ, lazerin yayıcı ışınının saçılma açısıdır;
r, hedefin yansıma oranıdır;
A, hedef eşdeğer kesit alanıdır;
R, en geniş ölçüm aralığıdır;
σ, atmosferik soğ soğurma katsayısıdır.
Şekil 2: Kendi geliştirdiğimiz yay şeklinde çubuk dizisi modülü,
Ortasında YAG kristal çubuk bulunan.
OŞekil 2Kavisli çubuk yığınları, modülün içine lazer ortamı olarak %1 konsantrasyonda YAG kristal çubukları yerleştirerek oluşturulmuştur. Yanal lazer hareketi ile lazer çıkışının simetrik dağılımı arasındaki çelişkiyi çözmek için, 120 derecelik bir açıda simetrik bir LD dizisi dağılımı kullanılmıştır. Pompa kaynağı 1064 nm dalga boyundadır ve seri halde iki adet 6000 W kavisli dizi çubuk modülü yarı iletken tandem pompalama ile çalışır. Çıkış enerjisi yaklaşık 10 ns darbe genişliği ve 20 Hz yüksek frekans ile 0-250 mJ'dir. Katlanmış bir boşluk kullanılır ve tandem KTP doğrusal olmayan kristalden sonra 1,57 μm dalga boylu lazer çıkışı elde edilir.
Grafik 31,57 µm dalga boylu darbeli lazerin boyutlu çizimi
Grafik 4:1,57 µm dalga boylu darbeli lazer numune ekipmanı
Grafik 5:1,57 μm çıkış
Grafik 6:Pompa kaynağının dönüştürme verimliliği
Lazer enerjisi ölçümünü, sırasıyla 2 farklı dalga boyunun çıkış gücünü ölçmek için uyarladık. Aşağıda gösterilen grafiğe göre, enerji değeri sonucu, 1 dakikalık çalışma periyoduyla 20 Hz'de çalışırken elde edilen ortalama değerdir. Bunlar arasında, 1,57 µm dalga boylu lazer tarafından üretilen enerji, 1064 nm dalga boylu pompa kaynağı enerjisiyle ilişkili olarak sürekli bir değişim göstermektedir. Pompa kaynağının enerjisi 220 mJ'ye eşit olduğunda, 1,57 µm dalga boylu lazerin çıkış enerjisi 80 mJ'ye ulaşabilir ve dönüşüm oranı %35'e kadar çıkabilir. OPO sinyal ışığı, belirli bir güç yoğunluğundaki temel frekanslı ışığın etkisi altında üretildiğinden, eşik değeri 1064 nm temel frekanslı ışığın eşik değerinden daha yüksektir ve pompa enerjisi OPO eşik değerini aştıktan sonra çıkış enerjisi hızla artar. Şekilde, OPO'nun çıkış enerjisi ve verimliliği ile temel frekanslı ışık çıkış enerjisi arasındaki ilişki gösterilmektedir; buradan OPO'nun dönüşüm verimliliğinin %35'e kadar ulaşabileceği görülmektedir.
Sonunda, 80 mJ'den daha yüksek enerjiye ve 8,5 ns lazer darbe genişliğine sahip 1,57 μm dalga boylu bir lazer darbesi çıkışı elde edilebildi. Lazer ışın genişletici üzerinden geçen çıkış lazer ışınının sapma açısı 0,3 mrad'dır. Simülasyonlar ve analizler, bu lazeri kullanan darbeli lazer mesafe ölçerinin menzil ölçüm kapasitesinin 30 km'yi aşabileceğini göstermektedir.
| Dalga boyu | 1570±5nm |
| Tekrarlama Frekansı | 20Hz |
| Lazer ışını saçılma açısı (ışın genişlemesi) | 0,3-0,6 mrad |
| Nabız Genişliği | 8,5 ns |
| Nabız Enerjisi | 80 mJ |
| Kesintisiz Çalışma Saatleri | 5 dakika |
| Ağırlık | ≤1,2 kg |
| Çalışma Sıcaklığı | -40℃~65℃ |
| Depolama Sıcaklığı | -50℃~65℃ |
Lumispot Tech, kendi teknoloji araştırma ve geliştirme yatırımlarını iyileştirmenin, Ar-Ge ekibinin yapılanmasını güçlendirmenin ve teknoloji Ar-Ge inovasyon sistemini mükemmelleştirmenin yanı sıra, endüstri-üniversite-araştırma alanında dış araştırma kurumlarıyla da aktif olarak iş birliği yapmakta ve yerli ünlü sektör uzmanlarıyla iyi bir iş birliği ilişkisi kurmuştur. Çekirdek teknoloji ve ana bileşenler bağımsız olarak geliştirilmiş, tüm ana bileşenler bağımsız olarak geliştirilmiş ve üretilmiş, tüm cihazlar yerlileştirilmiştir. Bright Source Laser, teknoloji geliştirme ve inovasyon hızını artırmaya devam etmekte ve pazar talebini karşılamak için daha düşük maliyetli ve daha güvenilir insan gözü güvenliği lazer mesafe ölçer modülleri sunmaya devam edecektir.
Yayın tarihi: 21 Haz-2023