Lumispot Technology Co., Ltd.-k, urteetako ikerketa eta garapenean oinarrituta, tamaina txikiko eta pisu arineko laser pultsatua garatu du arrakastaz, 80mJ-ko energiarekin, 20 Hz-ko errepikapen-maiztasunarekin eta 1,57μm-ko uhin-luzerarekin, begientzat segurua dena. Ikerketa-emaitza hau KTP-OPO-ren elkarrizketa-eraginkortasuna handituz eta ponpaketa-iturri diodo laser moduluaren irteera optimizatuz lortu da. Probaren emaitzen arabera, laser honek -45 ℃-tik 65 ℃-ra bitarteko lan-tenperatura-eskakizun zabalak betetzen ditu, errendimendu bikainarekin, Txinan maila aurreratua lortuz.
Laser bidezko distantzia-neurgailua distantzia neurtzeko tresna bat da, helburura zuzendutako laser pultsuaren abantaila duena, zehaztasun handiko distantzia neurtzeko gaitasuna, interferentziaren aurkako gaitasun handia eta egitura trinkoa dituena. Produktua oso erabilia da ingeniaritza neurketetan eta beste arlo batzuetan. Laser bidezko distantzia neurtzeko metodo hau distantzia luzeko neurketan erabiltzen da gehienbat. Distantzia luzeko distantzia-neurgailu honetan, hobe da energia handiko eta izpien sakabanaketa angelu txikiko egoera solidoko laserra aukeratzea, Q-switching teknologia erabiliz nanosegundoko laser pultsuak igortzeko.
Laser pultsatuko distantzia-neurgailuaren joera garrantzitsuak hauek dira:
(1) Begietarako segurua den laser distantzia-neurgailua: 1,57 µm-ko osziladore parametriko optikoa pixkanaka ordezkatzen ari da 1,06 µm-ko uhin-luzera duen laser distantzia-neurgailu tradizionalaren posizioa distantzia-neurketa eremu gehienetan.
(2) Tamaina txikiko eta pisu arineko laser distantzia-neurgailu miniaturizatua.
Detekzio eta irudi sistemen errendimendua hobetzearekin batera, 20 km-tan zehar 0,1m²-ko helburu txikiak neurtzeko gai diren urruneko laser distantzia-neurgailuak behar dira. Hori dela eta, premiazkoa da errendimendu handiko laser distantzia-neurgailua aztertzea.
Azken urteotan, Lumispot Tech-ek ahalegin handia egin du 1,57 um-ko uhin-luzera duen begietarako segurua den egoera solidoko laserraren ikerketan, diseinuan, ekoizpenean eta salmentan, izpi-sakabanaketa angelu txikiarekin eta funtzionamendu-errendimendu handiarekin.
Duela gutxi, Lumispot Tech-ek 1,57 µm-ko begietarako segurua den uhin-luzera duen airez hoztutako laser bat diseinatu du, potentzia maximo handikoa eta egitura trinkoa duena, distantzia luzeko laser distantzia-neurgailu txikien ikerketan dagoen eskaera praktikotik abiatuta. Esperimentuaren ondoren, laser honek aplikazio-aukera zabalak erakutsi ditu, errendimendu bikaina eta -40 eta 65 gradu Celsius arteko lan-tenperatura-tarte zabalean ingurumenean egokitzeko gaitasun handia duelarik.
Hurrengo ekuazioaren bidez, beste erreferentzia kantitate finko batekin, irteerako potentzia maximoa hobetuz eta izpiaren sakabanaketa angelua gutxituz, distantzia-neurgailuaren neurketa-distantzia hobetu daiteke. Ondorioz, 2 faktore hauek: irteerako potentzia maximoaren balioa eta izpiaren sakabanaketa angelu txikia. Airez hoztutako funtzioa duen egitura trinkoko laserra da distantzia-neurgailu espezifikoaren distantzia neurtzeko gaitasuna erabakitzen duten funtsezko atala.
Giza begietarako segurua den uhin-luzera duen laserra lortzeko funtsezko atala osziladore parametriko optikoaren (OPO) teknika da, kristal ez-linealaren aukera, fase-parekatze metodoa eta OPO barne-egituraren diseinua barne. Kristal ez-linealaren aukera koefiziente ez-lineal handia, kalte-erresistentzia atalase handia, propietate kimiko eta fisiko egonkorrak eta hazkuntza-teknika helduak kontuan hartzen ditu, etab. Fase-parekatzeak lehentasuna izan behar du. Aukeratu onarpen-angelu handia eta irteera-angelu txikia dituen fase-parekatze metodo ez-kritiko bat; OPO barrunbearen egiturak eraginkortasuna eta izpiaren kalitatea kontuan hartu behar ditu fidagarritasuna bermatzeko oinarri gisa. KTP-OPO irteerako uhin-luzeraren aldaketa-kurba fase-parekatze angeluarekin, θ=90° denean, seinale-argiak zehazki giza begietarako segurua den laserra igor dezake. Beraz, diseinatutako kristala alde batetik moztuta dago, erabilitako angelu-parekatze θ=90°,φ=0° da, hau da, klase-parekatze metodoa erabiltzen da, kristalaren koefiziente ez-lineal eraginkorra handiena denean eta dispertsio-efekturik ez dagoenean.
Goiko gaiaren azterketa sakon batean oinarrituta, egungo etxeko laser teknikaren eta ekipamenduaren garapen mailarekin konbinatuta, optimizazio irtenbide teknikoa hau da: OPOak II. Klaseko fase-parekatze ez-kritikoa duen kanpoko barrunbe bikoitzeko KTP-OPO diseinua hartzen du; 2 KTP-OPOak tandem egitura batean bertikalki kokatzen dira bihurketa-eraginkortasuna eta laserren fidagarritasuna hobetzeko, irudian erakusten den bezala.1. irudiaGoian.
Ponpaketa iturria autoikerketa eta garapen bidezko hoztutako erdieroale laser sare bat da, gehienez % 2ko lan-zikloarekin, barra bakarreko 100 W-ko potentzia maximoarekin eta 12.000 W-ko lan-potentzia osoarekin. Angelu zuzeneko prismak, ispilu islatzaile planarrak eta polarizatzaileak polarizazio akoplatuko irteerako barrunbe erresonante tolestu bat osatzen dute, eta angelu zuzeneko prisma eta uhin-plaka biratzen dira nahi den 1064 nm-ko laser akoplamendu irteera lortzeko. Q modulazio metodoa KDP kristalean oinarritutako presiopeko Q modulazio elektro-optiko aktibo bat da.
1. irudiaBi KTP kristal seriean konektatuta
Ekuazio honetan, Prec detekta daitekeen lan-potentzia txikiena da;
Pout lan-potentziaren irteerako gailurraren balioa da;
D hartzailearen sistema optikoaren irekidura da;
t sistema optikoaren transmitantzia da;
θ laserraren igorle-izpiaren sakabanatze-angelua da;
r helburuaren islapen-tasa da;
A helburuko zeharkako sekzioaren azalera baliokidea da;
R neurketa-tarte handiena da;
σ atmosferako xurgapen-koefizientea da.
2. irudiaArku formako barra-multzoaren modulua autogarapenaren bidez,
YAG kristal-hagaxka erdian duela.
The2. irudiaArku formako barra-pilaketak dira, YAG kristal-barrak moduluaren barruan laser-euskarri gisa jarriz, % 1eko kontzentrazioarekin. Laser-mugimendu lateralaren eta laser-irteeraren banaketa simetrikoaren arteko kontraesana konpontzeko, LD matrizearen banaketa simetrikoa erabili zen 120 graduko angeluan. Ponpaketa-iturria 1064 nm-ko uhin-luzera da, bi 6000 W-ko barra-modulu kurbatu erdieroaleen tandem ponpaketa seriean. Irteerako energia 0-250 mJ da, 10 ns inguruko pultsu-zabalerarekin eta 20 Hz-ko maiztasun handiarekin. Tolestutako barrunbe bat erabiltzen da, eta 1,57 μm-ko uhin-luzera duen laserra KTP kristal ez-lineal tandem baten ondoren irteten da.
3. grafikoa1,57 um-ko uhin-luzeradun laser pultsatuaren dimentsio-marrazkia
4. grafikoa1,57 um-ko uhin-luzera pultsatutako laser lagin ekipamendua
5. grafikoa:1,57 μm-ko irteera
6. grafikoa:Ponpa-iturriaren bihurketa-eraginkortasuna
Laser energiaren neurketa egokituz, hurrenez hurren, 2 uhin-luzera motaren irteerako potentzia neurtzeko. Behean erakusten den grafikoaren arabera, energia-balioaren emaitza 20Hz-tan lan egitean lortutako batez besteko balioa izan zen, minutu bateko lan-aldiarekin. Horien artean, 1,57um-ko uhin-luzera duen laserrak sortutako energiak 1064nm-ko uhin-luzera duen ponpaketa-iturriaren energiaren erlazioaren ondoriozko aldaketa du. Ponpaketa-iturriaren energia 220mJ-koa denean, 1,57um-ko uhin-luzera duen laserrak 80mJ-ko irteera-energia lor dezake, %35eko bihurketa-tasarekin. OPO seinale-argia oinarrizko maiztasuneko argiaren potentzia-dentsitate jakin baten eraginpean sortzen denez, bere atalase-balioa 1064 nm-ko oinarrizko maiztasuneko argiaren atalase-balioa baino handiagoa da, eta bere irteera-energia azkar handitzen da ponpaketa-energiak OPO atalase-balioa gainditu ondoren. OPOren irteerako energiaren eta oinarrizko maiztasuneko argi-irteerako energiaren arteko erlazioa irudian ageri da, eta bertatik ikus daiteke OPOren bihurketa-eraginkortasuna % 35era irits daitekeela.
Azkenean, 1,57 μm-ko uhin-luzera duen laser pultsu irteera bat lor daiteke, 80 mJ baino energia handiagoarekin eta 8,5 ns-ko laser pultsu zabalerarekin. Laser izpiaren irteerako laser izpiaren dibergentzia angelua laser izpiaren hedatzailearen bidez 0,3 mrad da. Simulazioak eta analisiak erakusten dute laser pultsatu bidezko laser distantzia-neurgailu baten distantzia neurtzeko gaitasunak 30 km-tik gorakoa izan daitekeela.
| Uhin-luzera | 1570 ± 5 nm |
| Errepikapen-maiztasuna | 20Hz |
| Laser izpiaren sakabanaketa angelua (izpiaren hedapena) | 0,3-0,6 mrad |
| Pultsuaren zabalera | 8,5 ns |
| Pultsu Energia | 80 mJ |
| Lanaldi jarraitua | 5 minutu |
| Pisua | ≤1.2kg |
| Laneko tenperatura | -40℃~65℃ |
| Biltegiratze Tenperatura | -50℃~65℃ |
Bere teknologiaren ikerketa eta garapen inbertsioa hobetzeaz, I+G taldearen eraikuntza indartzeaz eta teknologiaren I+G berrikuntza sistema hobetzeaz gain, Lumispot Tech-ek kanpoko ikerketa erakundeekin ere lankidetza aktiboa du industria-unibertsitate-ikerketan, eta lankidetza harreman ona ezarri du bertako industriako aditu ospetsuekin. Oinarrizko teknologia eta osagai nagusiak modu independentean garatu dira, osagai nagusi guztiak modu independentean garatu eta fabrikatu dira, eta gailu guztiak lokalizatu dira. Bright Source Laserrek teknologiaren garapen eta berrikuntzaren erritmoa bizkortzen jarraitzen du, eta kostu txikiagoko eta fidagarriagoak diren gizakien begien segurtasunerako laser distantzia-neurgailu moduluak aurkezten jarraituko du merkatuaren eskaera asetzeko.
Argitaratze data: 2023ko ekainaren 21a