Uhin laburreko laserr infragorrien sorkuntza mekanismo ezberdinen arabera, hiru uhin laburreko laser mota daude, erdieroaleen laserrak, zuntz laserrak eta egoera solidoko laserrak, alegia.Horien artean, egoera solidoko laserrak uhin-luzera ez-lineal optikoko bihurketan oinarritutako egoera solidoko laserrak eta laser laneko materialetatik zuzenean uhin laburreko laser infragorriak sortzen dituzten egoera solidoko laserretan banatu daitezke.
Laser erdieroaleek material erdieroaleak erabiltzen dituzte laser lanerako material gisa, eta irteerako laserren uhin-luzera material erdieroaleen banda-hutsaren arabera zehazten da.Materialen zientziaren garapenarekin, material erdieroaleen energia-bandak laser uhin-luzera zabalago batera egokitu daitezke energia-banden ingeniaritzaren bidez.Hori dela eta, uhin laburreko laser infragorrien uhin-luzera anitz lor daitezke laser erdieroaleekin.
Uhin laburreko laser erdieroale infragorriaren laser laneko material tipikoa fosforo materiala da.Esate baterako, 95 μm-ko irekiera-tamaina duen indio fosfuroko laser erdieroale batek 1,55 μm eta 1,625 μm-ko uhin-luzerak ditu eta potentzia 1,5 W-era iritsi da.
Zuntz laserrak lur arraroekin dopatutako beira-zuntza erabiltzen du laser bitarteko gisa eta laser erdieroale gisa ponpa iturri gisa.Ezaugarri bikainak ditu, hala nola, atalase baxua, bihurtze-eraginkortasun handia, irteerako habearen kalitate ona, egitura sinplea eta fidagarritasun handia.Lur arraroen ioi-erradiazioen espektro zabala ere aprobetxatu dezake zuntz sintonizagarria den laser bat osatzeko, laser-erresonadorean sareak bezalako elementu optiko selektiboak gehituz.Zuntz laserrak norabide garrantzitsua bihurtu dira laser teknologiaren garapenean.
1.Estatu solidoko laserra
Uhin laburreko laser infragorriak zuzenean sor ditzaketen egoera solidoko laser irabazteko euskarriak Er dira batez ere: YAG kristalak eta zeramika, eta Er dopatutako beira.Er:YAG kristalean eta zeramikan oinarritutako egoera solidoko laserrak zuzenean 1.645μm uhin laburreko laser infragorria atera dezake, azken urteotan uhin laburreko laser infragorriaren ikerketan puntu beroa dena [3-5].Gaur egun, Er: YAG laserrek Q-aldaketa elektro-optikoa edo akustooptikoa erabiltzen duten pultsu-energia mJ-tik hamarnaka gutxira, hamarnako ns-ko pultsu-zabalera eta hamarnaka-mila Hz-ko errepikapen maiztasuna lortu du.Ponpa iturri gisa 1.532 μm erdieroaleen laser bat erabiltzen bada, abantaila handiak izango ditu laser bidezko errekonozimendu aktiboaren eta laser kontrako neurrien arloan, batez ere laser abisu-gailu tipikoetan duen efektua ezkutuan.
Er beira laserrak egitura trinkoa, kostu baxua, pisu arina du eta Q-switched eragiketa konturatu daiteke.Uhin laburreko laser infragorria aktibo detektatzeko argi-iturri hobetsia da.Hala ere, Er beira-materialen lau gabeziengatik: Lehenik eta behin, xurgapen-espektroaren erdiko uhin-luzera 940 nm edo 976 nm-koa da, eta horrek lanpara ponpatzea zaila egiten du;Bigarrenik, Er beirazko materialen prestaketa zaila da eta ez da erraza tamaina handiak egitea;Hirugarrena, Er beira Materialak propietate termiko eskasak ditu, eta ez da erraza maiztasun errepikakorra denbora luzez lortzea, are gutxiago etengabeko funtzionamendua;laugarrenik, ez dago Q-switching material egokirik.Er beiran oinarritutako uhin laburreko laser infragorriaren ikerketak jendearen arreta beti erakarri badu ere, aipatutako lau arrazoiengatik ez da produkturik atera.1990. urtera arte, 940 nm eta 980 nm-ko uhin-luzera duten erdieroaleen laser barrak sortu ziren eta xurgapen-material aseak sortu ziren, hala nola Co2+:MgAl2O4 (kobaltoz dopatutako magnesio aluminatoa), ponpa-iturriaren eta Q-aldaketaren bi lepo nagusienak. hautsi ziren.Beira-laserei buruzko ikerketa azkar garatu da.Batez ere, azken urteotan, nire herrialdeko miniaturazko Er beira laser moduluak, erdieroaleen ponpa iturria, Er beira eta erresonantzia-barrunbea integratzen dituena, ez du 10 g baino gehiago pisatzen eta 50 kW-ko potentzia gailurreko moduluen lote txikiko ekoizpen-gaitasuna du.Hala ere, Er beira materialaren errendimendu termiko eskasa dela eta, laser moduluaren errepikapen maiztasuna nahiko baxua da oraindik.50 kW moduluaren laser maiztasuna 5 Hz baino ez da, eta 20 kW moduluaren laser maiztasuna 10 Hz-koa da, maiztasun baxuko aplikazioetan soilik erabil daitekeena.
Nd:YAG pultsatuko laserrak 1,064 μm-ko laser irteerak megawatt-erainoko potentzia gailurra du.Hain argi koherente indartsua material berezi batzuetatik igarotzen denean, bere fotoiak elastikoki sakabanatzen dira materialaren molekulen gainean, hau da, fotoiak xurgatzen dira eta nahiko maiztasun baxuko fotoiak sortzen dira.Frekuentzia bihurtze-efektu hori lor dezaketen bi substantzia mota daude: bata kristal ez-linealak dira, hala nola KTP, LiNbO3, etab.;bestea, H2 bezalako presio handiko gasa da.Jarri erresonantzia optikoko barrunbean osziladore parametriko optiko bat (OPO) osatzeko.
Presio altuko gasean oinarritutako OPO normalean Raman argia sakabanatze estimulatutako osziladore parametriko bati egiten dio erreferentzia.Ponpa argia partzialki xurgatzen da eta maiztasun baxuko argi-uhin bat sortzen du.Raman laser helduak 1,064 μm-ko laser bat erabiltzen du presio handiko H2 gasa ponpatzeko 1,54 μm-ko uhin motzeko laser infragorria lortzeko.
IRUDIA 1
Uhin laburreko infragorrien GV sistemaren aplikazio tipikoa distantzia luzeko irudiak gauez dira.Laser argitzaileak pultsu laburreko uhin infragorriko laser bat izan behar du, potentzia gailur handikoa, eta bere errepikapen maiztasuna estrobodun kameraren fotograma-maiztasunarekin bat izan behar du.Etxean eta atzerrian uhin laburreko laser infragorrien egungo egoeraren arabera, diodoz ponpatutako Er: YAG laserrak eta OPOan oinarritutako 1,57 μm-ko egoera solidoko laserrak dira aukerarik onenak.Miniaturazko Er beira-laseraren errepikapen maiztasuna eta potentzia gailurra hobetu beharra dago oraindik.3.Uhin laburreko laser infragorriaren aplikazioa errekonozimenduaren aurkako fotoelektrikoetan
Uhin laburreko laser infragorrien aurkako errekonozimenduaren funtsa uhin laburreko infragorrien bandan lan egiten duen etsaiaren errekonozimendu ekipamendu optoelektronikoa irradiatzea da uhin laburreko infragorrien laser izpiekin, helburuko informazio okerra lor dezan edo normalean funtzionatu ezin dezan. detektagailua hondatuta dago.Uhin laburreko laser infragorrien aurkako errekonozimenduaren aurkako bi metodo tipiko daude, hots, gizakiaren begi-seguruko laser telemetroarekiko distantzia iruzurra interferentzia eta uhin laburreko infragorri kameraren kalteak kentzea.
1.1 Distantzia iruzur interferentzia giza begien segurtasun laser telemetroarekin
Pultsatuko laser-telemetroak helburuaren eta xedearen arteko distantzia bihurtzen du abiarazte puntuaren eta xedearen artean atzera eta aurrera doan laser-pultsuaren denbora tartearen arabera.Telemetroaren detektagailuak beste laser pultsu batzuk jasotzen baditu xedearen islatutako oihartzun-seinalea abiarazte-puntura iritsi baino lehen, denbora-tartea geldituko da, eta bihurtutako distantzia ez da helburuaren benetako distantzia, helburuaren benetako distantzia baino txikiagoa baizik.Distantzia faltsua, telemetroaren distantzia engainatzeko helburua lortzen duena.Begietarako seguruak diren laser-telemetroetarako, uhin-luzera bereko uhin laburreko pultsu infragorrien laserrak erabil daitezke distantzia-iruzur interferentziak ezartzeko.
Telemetroaren distantzia-iruzur-interferentzia ezartzen duen laserrak xedearen isla difusioa simulatzen du laserra, beraz, laserren gailurraren potentzia oso txikia da, baina bi baldintza hauek bete behar dira:
1) Laser uhin-luzera interferentzia-luzeraren lan-uhin-luzera berdina izan behar du.Interferentzia-iragazkia instalatuta dago telemetro-detektagailuaren aurrean, eta banda-zabalera oso estua da.Laneko uhin-luzera ez den uhin-luzera duten laserrak ezin dira detektagailuaren gainazal fotosentikorra iritsi.Antzeko uhin-luzera duten 1,54 μm eta 1,57 μm-ko laserek ere ezin dute elkarren artean oztopatu.
2) Laser errepikapen maiztasunak nahikoa altua izan behar du.Telemetro detektagailuak bere gainazal fotosentikorra iristen den laser seinaleari erantzuten dio irismena neurtzen denean soilik.Interferentzia eraginkorra lortzeko, interferentzia-pultsuak gutxienez 2 eta 3 pultsu sartu behar ditu telemetroaren uhin-atean.Gaur egun lor daitekeen barruti-atea μs-en ordenakoa da, beraz, interferentzia-laserak errepikapen maiztasun handia izan behar du.Adibide gisa 3 km-ko xede-distantzia hartuta, laserrak behin atzera eta atzera egiteko behar duen denbora 20 μs-koa da.Gutxienez 2 pultsu sartzen badira, laserren errepikapen maiztasunak 50 kHz-ra iritsi behar du.Laser telemetroaren gutxieneko distantzia 300 m-koa bada, jammer-aren errepikapen maiztasuna ezin da 500 kHz baino txikiagoa izan.Erdieroaleen laserrak eta zuntz laserrak soilik lor dezakete halako errepikapen-tasa altua.
1.2 Uhin laburreko infragorrien kameren aurkako interferentzia eta kalteak
Uhin laburreko infragorrien irudi-sistemaren oinarrizko osagai gisa, uhin laburreko kamera infragorriak bere InGaAs foku-plano detektagailuaren erantzun-potentzia optikoko eremu dinamiko mugatua du.Gorabeheraren potentzia optikoak barruti dinamikoaren goiko muga gainditzen badu, saturazioa gertatuko da, eta detektagailuak ezin du irudi arrunta egin.Potentzia handiagoa Laserrak kalte iraunkorra eragingo dio detektagailuari.
Etengabeko eta puntako potentzia txikiko erdieroaleen laserrak eta errepikapen maiztasun handiko zuntz laserrak egokiak dira uhin laburreko kameren infragorrien etengabeko ezabaketa interferentziarako.Etengabe irradiatu uhin laburreko kamera infragorria laser batekin.Lente optikoaren handitze handiko kondentsazio-efektua dela eta, laser hedatutako lekuak InGaAs foku-planoan iristen den eremua oso saturatuta dago eta, beraz, ezin da normalean irudikatu.Laser irradiazioa denbora-tarte batez gelditu ondoren, irudiaren errendimendua pixkanaka normaltasunera itzul daiteke.
Laser aurkako neurri aktiboko produktuen ikerketa eta garapen urte askotako emaitzen arabera, ikusgai eta infragorri hurbileko bandetan eta eremuan kalteen eraginkortasun proba anitzetan, megawatt-eko potentzia gailurra duten pultsu laburreko laserrek bakarrik eragin dezakete telebistan kalte itzulezina. kamerak kilometro batzuetara.kalteak.Kalte efektua lor daitekeen ala ez, laserren potentzia gailurra da gakoa.Potentzia gailurra detektagailuaren kalte-atalasea baino handiagoa den bitartean, pultsu bakar batek detektagailua kaltetu dezake.Laser diseinuaren zailtasunaren, beroaren xahupenaren eta energia-kontsumoaren ikuspegitik, laserren errepikapen-maiztasunak ez du zertan kameraren fotograma-tasa edo are handiagoa iritsi behar, eta 10 Hz eta 20 Hz-ek benetako borroka-aplikazioak bete ditzake.Jakina, uhin laburreko kamera infragorriak ez dira salbuespena.
InGaAs foku-plano detektagailuak InGaAs/InP elektroi-migrazio fotokatodoetan oinarritutako bonbardaketa elektronikoko CCD-ak eta geroago garaturiko CMOSak dira.Haien saturazio- eta kalte-atalaseak Si-n oinarritutako CCD/CMOSen magnitude-ordena berekoak dira, baina InGaAs/InP-n oinarritutako detektagailuak oraindik ez dira lortu.CCD/COMS-en saturazio- eta kalte-atalaseko datuak.
Uhin laburreko laser infragorrien egungo egoeraren arabera, etxean eta atzerrian, OPOn oinarritutako 1,57 μm-ko maiztasun errepikakorreko egoera solidoko laserra CCD/COMS-en laserra kaltetzeko aukerarik onena da oraindik.Atmosferako sartze-errendimendu handia eta gailur-potentzia handiko pultsu laburreko laserra Argi-puntuaren estaldura eta pultsu bakarreko ezaugarri eraginkorrak begien bistakoak dira uhin laburreko kamera infragorriz hornitutako distantzia luzeko sistema optoelektronikoaren hiltze ahalmen leunagatik.
2 .Ondorioa
1,1 μm eta 1,7 μm arteko uhin-luzera duten uhin laburreko laser infragorriek transmisio atmosferiko handia dute eta lainoa, euria, elurra, kea, harea eta hautsa barneratzeko gaitasun handia dute.Ikusezina da argi gutxiko gaueko ikusmeneko ekipo tradizionalentzat.1,4 μm-tik 1,6 μm-ko bandako laserra segurua da giza begiarentzat, eta ezaugarri bereizgarriak ditu, hala nola, tarte horretan erantzun goreneko uhin-luzera duen detektagailu heldua, eta laser aplikazio militarretarako garapen-norabide garrantzitsu bat bihurtu da.
Artikulu honek uhin laburreko lau laser infragorrien ezaugarri teknikoak eta egoera aztertzen ditu, fosforo erdieroaleen laserrak, Er dopatutako zuntz laserrak, Er dopatutako egoera solidoko laserrak eta OPOan oinarritutako egoera solidoko laserrak barne, eta erabilera laburtzen du. uhin laburreko laser infragorri hauen ezagutza aktibo fotoelektrikoan.Errekonozimenduaren aurkako aplikazio tipikoak.
1) Errepikapen handiko maiztasun handiko fosforo erdieroaleen laserrak eta Er-dopatutako zuntz laser potentzia etengabea eta gailur baxua erabiltzen dira, batez ere, distantzia luzeko ezkutuko zaintzarako argiztapen osagarria egiteko eta gauera begira eta etsaien uhin laburreko kamera infragorrien interferentziak kentzeko.Errepikapen handiko pultsu motzeko fosforo erdieroaleen laserrak eta Er-dopatutako zuntz laserrak argi-iturri ezin hobeak dira pultsu anitzeko sistema begien segurtasunerako, laser bidezko eskaneatzeko irudien radarra eta begien segurtasunerako laser telemetroaren distantzia iruzurra egiteko interferentziarako.
2) OPOan oinarritutako egoera solidoko laserrak errepikapen-tasa baxua dutenak, baina megawatt edo hamar megawatt-eko potentzia gailurra dutenak oso erabiliak izan daitezke flash irudien radar, distantzia luzeko laser bidezko ateen behaketan gauez, uhin laburreko laser infragorrien kalteak eta modu tradizionala urruneko giza begiak Segurtasun laserra bitartekoa.
3) Miniaturazko Er beira laserra azken urteotan uhin laburreko laser infragorrien hazten ari den norabideetako bat da.Egungo potentzia eta errepikapen maiztasun maila miniaturazko begien segurtasun laser telemetroetan erabil daitezke.Denborarekin, potentzia gailurra megawatt mailara iristen denean, flash bidezko radarra, laser bidezko ateen behaketa eta uhin laburreko infragorri kameretan laser kalteak egiteko erabil daiteke.
4) Laser abisu-gailua ezkutatzen duen Er:YAG diodoz ponpatutako laserra potentzia handiko uhin laburreko laser infragorrien garapen-norabide nagusia da.Aplikazio-potentzial handia du flash-lidar-ean, distantzia luzeko laser bidezko ateen behaketan gauez eta laser-kalteetan.
Azken urteotan, arma-sistemek sistema optoelektronikoen integraziorako gero eta eskakizun handiagoak dituztenez, laser ekipamendu txiki eta arina joera saihestezina bihurtu da laser ekipoen garapenean.Erdieroaleen laserrak, zuntz laserrak eta miniaturazko laserrak tamaina txikia, pisu arina eta potentzia-kontsumo txikia duten Er beira laserrak uhin laburreko laser infragorrien garapenaren norabide nagusia bihurtu dira.Bereziki, izpien kalitate ona duten zuntz laserrek aplikazio potentzial handia dute gaueko argiztapen osagarrian, zaintza eta punteria ezkutuan, irudien lidarraren eskaneatzean eta laserra ezabatzeko interferentzian.Hala ere, hiru laser txiki eta arin mota hauen potentzia/energia baxua da orokorrean, eta irismen laburreko ezagutze-aplikazioetarako soilik erabil daiteke, eta ezin ditu irismen luzeko ezagupenen eta kontrako errekonozimenduaren beharrak ase.Hori dela eta, garapenaren ardatza laser potentzia/energia handitzea da.
OPOn oinarritutako egoera solidoko laserek izpien kalitate ona eta potentzia gailur handia dute, eta distantzia luzeko behaketan, flash irudien radarran eta laserren kalteetan dituzten abantailak oso agerikoak dira oraindik, eta laser irteerako energia eta laser errepikapen maiztasuna are gehiago handitu beharko lirateke. .Diodoz ponpatutako Er:YAG laserretarako, pultsu-energia handitzen bada pultsu-zabalera gehiago konprimitzen den bitartean, OPO egoera solidoko laserrentzako alternatiba onena bihurtuko da.Abantailak ditu distantzia luzeko behaketan, flash irudien radarran eta laser kalteetan.Aplikazio potentzial handia.
Produktuari buruzko informazio gehiago, gure webgunera etor zaitezke:
https://www.erbiumtechnology.com/
Posta elektronikoa:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faxa: +86-2887897578
Gehitu: No.23, Chaoyang errepidea, Xihe kalea, Longquanyi distrcit, Chengdu, 610107, Txina.
Eguneratze ordua: 2022-03-02
