Кампанія Lumispot Technology Co., Ltd., грунтуючыся на шматгадовых даследаваннях і распрацоўках, паспяхова распрацавала імпульсны лазер малога памеру і лёгкай вагі з энергіяй 80 мДж, частатой паўтарэння 20 Гц і бяспечнай для вока даўжынёй хвалі 1,57 мкм. Гэты вынік даследавання быў дасягнуты дзякуючы павышэнню эфектыўнасці пераходу KTP-OPO і аптымізацыі выхаднога сігналу дыёднага лазернага модуля накачкі. Згодна з вынікамі выпрабаванняў, гэты лазер адпавядае патрабаванням да шырокага дыяпазону рабочых тэмператур ад -45 ℃ да 65 ℃ з выдатнымі характарыстыкамі, дасягнуўшы перадавога ўзроўню ў Кітаі.
Імпульсны лазерны далямер - гэта прыбор для вымярэння адлегласці, які выкарыстоўвае лазерны імпульс, накіраваны на мэту, з высокай дакладнасцю вымярэння адлегласці, высокай здольнасцю супрацьстаяць перашкодам і кампактнай структурай. Прадукт шырока выкарыстоўваецца ў інжынерных вымярэннях і іншых галінах. Гэты імпульсны лазерны метад вымярэння адлегласці найбольш шырока выкарыстоўваецца пры вымярэнні вялікіх адлегласцей. У гэтым далямеры вялікіх адлегласцей пераважней выкарыстоўваць цвёрдацельны лазер з высокай энергіяй і малым вуглом рассейвання прамяня, які выкарыстоўвае тэхналогію Q-пераключэння для выпрацоўкі нанасекундных лазерных імпульсаў.
Адпаведныя тэндэнцыі імпульснага лазернага далямера наступныя:
(1) Бяспечны для чалавечага вока лазерны далямер: аптычны параметрычны генератар з даўжынёй хвалі 1,57 мкм паступова замяняе традыцыйны лазерны далямер з даўжынёй хвалі 1,06 мкм у большасці палёў далямернага вымярэння.
(2) Мініяцюрны дыстанцыйны лазерны далямер з малымі памерамі і лёгкай вагой.
З паляпшэннем прадукцыйнасці сістэм выяўлення і візуалізацыі ўзніклі патрэбы ў дыстанцыйных лазерных далямерах, здольных вымяраць невялікія мэты плошчай 0,1 м² на адлегласці 20 км. Таму тэрмінова неабходна вывучыць высокапрадукцыйны лазерны далямер.
У апошнія гады кампанія Lumispot Tech прысвяціла намаганні даследаванню, распрацоўцы, вытворчасці і продажу бяспечнага для вачэй цвёрдацельнага лазера з даўжынёй хвалі 1,57 мкм, малым вуглом рассейвання прамяня і высокай прадукцыйнасцю.
Нядаўна кампанія Lumispot Tech распрацавала бяспечны для зроку лазер з даўжынёй хвалі 1,57 мкм з паветраным астуджэннем, высокай пікавай магутнасцю і кампактнай структурай, што з'яўляецца вынікам практычнага попыту ў даследаваннях мінімізацыі лазерных далямераў на вялікія адлегласці. Пасля эксперыментаў гэты лазер прадэманстраваў шырокія перспектывы прымянення, валодае выдатнымі характарыстыкамі, высокай адаптыўнасцю да навакольнага асяроддзя ў шырокім дыяпазоне рабочых тэмператур ад -40 да 65 градусаў Цэльсія.
З дапамогай наступнага ўраўнення, з фіксаванай колькасцю іншай крыніцы апоры, шляхам паляпшэння пікавай выходнай магутнасці і памяншэння вугла рассейвання прамяня можна палепшыць адлегласць вымярэння далямера. У выніку, два фактары: значэнне пікавай выходнай магутнасці і малы вугал рассейвання прамяня кампактнага лазера з паветраным астуджэннем з'яўляюцца ключавымі фактарамі, якія вызначаюць здольнасць вымярэння адлегласці канкрэтнага далямера.
Ключавым элементам для рэалізацыі лазера з даўжынёй хвалі, бяспечнай для чалавечага вока, з'яўляецца тэхніка аптычнага параметрычнага генератара (АПГ), у тым ліку магчымасць выкарыстання нелінейнага крышталя, метаду фазавага ўзгаднення і канструкцыі ўнутранай структуры АПГ. Выбар нелінейнага крышталя залежыць ад вялікага нелінейнага каэфіцыента, высокага парога ўстойлівасці да пашкоджанняў, стабільных хімічных і фізічных уласцівасцей, а таксама ад спелых метадаў вырошчвання і г.д., таму фазаваму ўзгадненню павінна аддавацца прыярытэт. Выберыце некрытычны метад фазавага ўзгаднення з вялікім вуглом прыняцця і малым вуглом адхілення. Структура рэзанатара АПГ павінна ўлічваць эфектыўнасць і якасць прамяня, забяспечваючы надзейнасць. Крывая змены даўжыні хвалі выхаднога выпраменьвання KTP-АПГ з вуглом фазавага ўзгаднення, калі θ=90°, сігнальнае святло можа дакладна выпраменьваць лазер, бяспечны для чалавечага вока. Такім чынам, распрацаваны крышталь разразаецца ўздоўж аднаго боку, выкарыстоўваецца вуглавое ўзгадненне θ=90°, φ=0°, гэта значыць выкарыстоўваецца метад класавага ўзгаднення, калі эфектыўны нелінейны каэфіцыент крышталя найбольшы і няма эфекту дысперсіі.
Зыходзячы з усебаковага разгляду вышэйзгаданага пытання ў спалучэнні з узроўнем развіцця сучаснай айчыннай лазернай тэхнікі і абсталявання, аптымізаванае тэхнічнае рашэнне заключаецца ў наступным: у OPO выкарыстоўваецца двухрэзанатарная канструкцыя KTP-OPO класа II з некрытычным фазавым узгадненнем; 2 KTP-OPO размешчаны вертыкальна ў тандэмнай структуры для павышэння эфектыўнасці пераўтварэння і надзейнасці лазера, як паказана на малюнку.Малюнак 1Вышэй.
Крыніцай накачкі з'яўляецца самастойна даследаваная і распрацаваная лазерная рашотка з правадным астуджэннем, з каэфіцыентам запаўнення не больш за 2%, пікавай магутнасцю 100 Вт для аднаго стрыжня і агульнай працоўнай магутнасцю 12 000 Вт. Прамавугольная прызма, планарнае цалкам адбівальнае люстэрка і палярызатар утвараюць складзены рэзанансны рэзанатар са звязанай з палярызацыяй выхадной магутнасцю, а прамавугольная прызма і хвалевая пласціна паварочваюцца для атрымання патрэбнага лазернага выхаднога сігналу 1064 нм. Метад Q-мадуляцыі - гэта актыўная электрааптычная Q-мадуляцыя пад ціскам на аснове крышталя KDP.
Малюнак 1Два крышталі KTP, злучаныя паслядоўна
У гэтым ураўненні Prec — гэта найменшая выяўляемая праца;
Pout — пікавае значэнне выходнай магутнасці працы;
D — дыяфрагма прыёмнай аптычнай сістэмы;
t — каэфіцыент прапускання аптычнай сістэмы;
θ — вугал рассейвання выпраменьвальнага прамяня лазера;
r — хуткасць адлюстравання ад мішэні;
A — мэтавая эквівалентная плошча папярочнага сячэння;
R — найбольшы дыяпазон вымярэнняў;
σ — каэфіцыент атмасфернага паглынання.
Малюнак 2Модуль дугападобных стрыжняў, распрацаваны самастойна.
з крыштальным стрыжнем YAG пасярэдзіне.
ГэтыМалюнак 2— гэта дугападобныя стэкі стрыжняў, у якіх крышталічныя стрыжні YAG змяшчаюцца ў якасці лазернага асяроддзя ўнутры модуля з канцэнтрацыяй 1%. Каб вырашыць супярэчнасць паміж бакавым рухам лазера і сіметрычным размеркаваннем лазернага выпраменьвання, выкарыстоўвалася сіметрычнае размеркаванне LD-масіўкі пад вуглом 120 градусаў. Крыніцай накачкі з'яўляецца даўжыня хвалі 1064 нм, два выгнутыя стрыжневыя модулі магутнасцю 6000 Вт, злучаныя паслядоўна і ў тандемным рэжыме паўправадніковай накачкі. Выхадная энергія складае 0-250 мДж з шырынёй імпульсу каля 10 нс і высокай частатой 20 Гц. Выкарыстоўваецца складчаты рэзанатар, і лазер з даўжынёй хвалі 1,57 мкм выпраменьваецца пасля тандэмнага нелінейнага крышталя KTP.
Графік 3Габарытны чарцёж імпульснага лазера з даўжынёй хвалі 1,57 мкм
Графік 4Абсталяванне для імпульснага лазера з даўжынёй хвалі 1,57 мкм
Графік 5:Выхад 1,57 мкм
Графік 6:Эфектыўнасць пераўтварэння крыніцы помпы
Адаптацыя вымярэння лазернай энергіі для вымярэння выходнай магутнасці 2 тыпаў даўжынь хваль адпаведна. Згодна з графікам, паказаным ніжэй, атрыманае значэнне энергіі было сярэднім пры працы на частаце 20 Гц з перыядам працы 1 хвіліна. Сярод іх, энергія, якая генеруецца лазерам з даўжынёй хвалі 1,57 мкм, мае адпаведнае змяненне ў залежнасці ад энергіі крыніцы накачкі з даўжынёй хвалі 1064 нм. Калі энергія крыніцы накачкі роўная 220 мДж, выходная энергія лазера з даўжынёй хвалі 1,57 мкм можа дасягаць 80 мДж з каэфіцыентам пераўтварэння да 35%. Паколькі сігнальнае святло OPO генеруецца пад дзеяннем пэўнай шчыльнасці магутнасці святла асноўнай частаты, яго парогавае значэнне вышэйшае за парогавае значэнне святла асноўнай частаты 1064 нм, і яго выходная энергія рэзка ўзрастае пасля таго, як энергія накачкі перавышае парогавае значэнне OPO. Суадносіны паміж выходнай энергіяй і эфектыўнасцю OPO з энергіяй выхаднога святла асноўнай частаты паказана на малюнку, з якога відаць, што эфектыўнасць пераўтварэння OPO можа дасягаць 35%.
Нарэшце, можна дасягнуць імпульсу лазера з даўжынёй хвалі 1,57 мкм, энергіяй больш за 80 мДж і шырынёй імпульсу 8,5 нс. Кут разыходжання лазернага прамяня, які праходзіць праз пашыральнік лазернага прамяня, складае 0,3 мрад. Мадэляванне і аналіз паказваюць, што магчымасці вымярэння далёкасці імпульснага лазернага далямера з выкарыстаннем гэтага лазера могуць перавышаць 30 км.
| Даўжыня хвалі | 1570±5 нм |
| Частата паўтарэння | 20 Гц |
| Кут рассейвання лазернага прамяня (пашырэнне прамяня) | 0,3-0,6 мрад |
| Шырыня імпульсу | 8,5 нс |
| Энергія імпульсу | 80 мДж |
| Бесперапынны працоўны час | 5 хвілін |
| Вага | ≤1,2 кг |
| Працоўная тэмпература | -40℃~65℃ |
| Тэмпература захоўвання | -50℃~65℃ |
Акрамя паляпшэння ўласных інвестыцый у даследаванні і распрацоўкі ў галіне тэхналогій, умацавання каманды даследчыкаў і распрацовак і ўдасканалення сістэмы інавацый у галіне тэхналагічных даследаванняў і распрацовак, кампанія Lumispot Tech таксама актыўна супрацоўнічае з знешнімі навукова-даследчымі ўстановамі ў галіне прамысловасці, універсітэтаў і даследаванняў, а таксама ўстанавіла добрыя адносіны супрацоўніцтва з вядомымі айчыннымі экспертамі галіны. Асноўныя тэхналогіі і ключавыя кампаненты былі распрацаваны незалежна, усе ключавыя кампаненты былі распрацаваны і выраблены незалежна, а ўсе прылады лакалізаваны. Bright Source Laser працягвае паскараць тэмпы развіцця тэхналогій і інавацый і будзе працягваць укараняць больш танныя і надзейныя модулі лазерных далямераў, бяспечных для чалавечага вока, каб задаволіць попыт рынку.
Час публікацыі: 21 чэрвеня 2023 г.