Lumispot Technology Co., Ltd., berdasarkan penelitian dan pengembangan selama bertahun-tahun, berhasil mengembangkan laser pulsa berukuran kecil dan ringan dengan energi 80mJ, frekuensi pengulangan 20 Hz, dan panjang gelombang aman untuk mata manusia sebesar 1,57μm. Hasil penelitian ini dicapai dengan meningkatkan efisiensi konversi KTP-OPO dan mengoptimalkan keluaran modul laser dioda sumber pompa. Menurut hasil pengujian, laser ini memenuhi persyaratan suhu kerja yang luas dari -45 ℃ hingga 65 ℃ dengan kinerja yang sangat baik, mencapai tingkat terdepan di Tiongkok.
Pengukur Jarak Laser Berdenyut adalah instrumen pengukuran jarak yang memanfaatkan keunggulan pulsa laser yang diarahkan ke target, dengan keunggulan kemampuan pengukuran jarak presisi tinggi, kemampuan anti-interferensi yang kuat, dan struktur yang kompak. Produk ini banyak digunakan dalam pengukuran teknik dan bidang lainnya. Metode pengukuran jarak laser berdenyut ini paling banyak digunakan dalam aplikasi pengukuran jarak jauh. Pada pengukur jarak jauh ini, lebih disukai untuk memilih laser solid-state dengan energi tinggi dan sudut hamburan berkas yang kecil, menggunakan teknologi Q-switching untuk menghasilkan pulsa laser nanodetik.
Tren-tren yang relevan dari pengukur jarak laser berdenyut adalah sebagai berikut:
(1) Pengukur Jarak Laser Aman untuk Mata Manusia: Osilator parametrik optik 1,57um secara bertahap menggantikan posisi pengukur jarak laser panjang gelombang 1,06um tradisional di sebagian besar bidang pengukuran jarak.
(2) Pengukur Jarak Laser Jarak Jauh Miniatur dengan ukuran kecil dan ringan.
Dengan meningkatnya kinerja sistem deteksi dan pencitraan, dibutuhkan alat pengukur jarak laser jarak jauh yang mampu mengukur target kecil seluas 0,1 m² hingga jarak lebih dari 20 km. Oleh karena itu, penelitian tentang alat pengukur jarak laser berkinerja tinggi sangatlah mendesak.
Dalam beberapa tahun terakhir, Lumispot Tech telah mencurahkan upaya untuk penelitian, desain, produksi, dan penjualan laser solid-state aman mata dengan panjang gelombang 1,57um, sudut hamburan sinar kecil, dan kinerja operasional tinggi.
Baru-baru ini, Lumispot Tech mendesain laser berpendingin udara dengan panjang gelombang aman mata 1,57um, daya puncak tinggi, dan struktur kompak, yang dihasilkan dari kebutuhan praktis dalam penelitian pengukur jarak laser jarak jauh yang diperkecil. Setelah percobaan, laser ini menunjukkan prospek aplikasi yang luas, memiliki kinerja yang sangat baik, dan kemampuan adaptasi lingkungan yang kuat dalam rentang suhu kerja yang luas dari -40 hingga 65 derajat Celcius.
Melalui persamaan berikut, dengan jumlah referensi lain yang tetap, dengan meningkatkan daya keluaran puncak dan mengurangi sudut hamburan berkas, jarak pengukuran pengukur jarak dapat ditingkatkan. Hasilnya, 2 faktor: nilai daya keluaran puncak dan sudut hamburan berkas yang kecil, serta laser struktur kompak dengan fungsi pendingin udara, merupakan bagian kunci yang menentukan kemampuan pengukuran jarak dari pengukur jarak tertentu.
Bagian kunci untuk mewujudkan laser dengan panjang gelombang yang aman bagi mata manusia adalah teknik osilator parametrik optik (OPO), termasuk pilihan kristal non-linier, metode pencocokan fasa, dan desain struktur internal OPO. Pilihan kristal non-linier bergantung pada koefisien non-linier yang besar, ambang batas ketahanan kerusakan yang tinggi, sifat kimia dan fisik yang stabil, dan teknik pertumbuhan yang matang, dll., pencocokan fasa harus diutamakan. Pilih metode pencocokan fasa non-kritis dengan sudut penerimaan yang besar dan sudut penyimpangan yang kecil; Struktur rongga OPO harus mempertimbangkan efisiensi dan kualitas berkas berdasarkan jaminan keandalan. Kurva perubahan panjang gelombang keluaran KTP-OPO dengan sudut pencocokan fasa, ketika θ=90°, cahaya sinyal dapat secara tepat menghasilkan laser yang aman bagi mata manusia. Oleh karena itu, kristal yang dirancang dipotong di sepanjang satu sisi, pencocokan sudut yang digunakan adalah θ=90°, φ=0°, yaitu, penggunaan metode pencocokan kelas, ketika koefisien non-linier efektif kristal adalah yang terbesar dan tidak ada efek dispersi.
Berdasarkan pertimbangan komprehensif atas permasalahan di atas, dikombinasikan dengan tingkat perkembangan teknik dan peralatan laser domestik saat ini, solusi teknis optimasi adalah: OPO mengadopsi desain KTP-OPO rongga ganda eksternal pencocokan fase non-kritis Kelas II; 2 KTP-OPO dipasang secara vertikal dalam struktur tandem untuk meningkatkan efisiensi konversi dan keandalan laser seperti yang ditunjukkan padaGambar 1Di atas.
Sumber pompa adalah susunan laser semikonduktor berpendingin konduktif yang dikembangkan dan diteliti sendiri, dengan siklus kerja maksimal 2%, daya puncak 100W untuk satu batang, dan daya kerja total 12.000W. Prisma siku-siku, cermin planar reflektif penuh, dan polarisator membentuk rongga resonansi keluaran kopling polarisasi terlipat, dan prisma siku-siku serta pelat gelombang diputar untuk mendapatkan keluaran kopling laser 1064 nm yang diinginkan. Metode modulasi Q adalah modulasi Q elektro-optik aktif bertekanan berdasarkan kristal KDP.
Gambar 1Dua kristal KTP dihubungkan secara seri
Dalam persamaan ini, Prec adalah daya kerja terkecil yang dapat dideteksi;
Pout adalah nilai keluaran puncak dari daya kerja;
D adalah bukaan sistem optik penerima;
t adalah transmitansi sistem optik;
θ adalah sudut hamburan berkas pemancar laser;
r adalah tingkat refleksi target;
A adalah luas penampang ekuivalen target;
R adalah rentang pengukuran terbesar;
σ adalah koefisien penyerapan atmosfer.
Gambar 2Modul susunan batang berbentuk busur melalui pengembangan mandiri,
dengan batang kristal YAG di tengahnya.
ItuGambar 2Susunan batang berbentuk busur ini menggunakan batang kristal YAG sebagai medium laser di dalam modul, dengan konsentrasi 1%. Untuk mengatasi kontradiksi antara pergerakan laser lateral dan distribusi simetris keluaran laser, digunakan distribusi simetris susunan LD pada sudut 120 derajat. Sumber pompa memiliki panjang gelombang 1064nm, dengan dua modul batang susunan lengkung 6000W yang dipompa secara seri menggunakan semikonduktor tandem. Energi keluaran adalah 0-250mJ dengan lebar pulsa sekitar 10ns dan frekuensi tinggi 20Hz. Digunakan rongga lipat, dan laser dengan panjang gelombang 1,57μm dikeluarkan setelah kristal nonlinier KTP tandem.
Grafik 3Gambar dimensi laser pulsa dengan panjang gelombang 1,57 µm
Grafik 4:peralatan sampel laser pulsa dengan panjang gelombang 1,57um
Grafik 5:Output 1,57μm
Grafik 6:Efisiensi konversi sumber pompa
Mengadaptasi pengukuran energi laser untuk mengukur daya keluaran dari 2 jenis panjang gelombang secara terpisah. Menurut grafik yang ditunjukkan di bawah ini, hasil nilai energi adalah nilai rata-rata yang bekerja pada 20Hz dengan periode kerja 1 menit. Di antaranya, energi yang dihasilkan oleh laser dengan panjang gelombang 1,57um memiliki perubahan yang berurutan dengan hubungan energi sumber pompa panjang gelombang 1064nm. Ketika energi sumber pompa sama dengan 220mJ, energi keluaran laser panjang gelombang 1,57um mampu mencapai 80mJ, dengan tingkat konversi hingga 35%. Karena cahaya sinyal OPO dihasilkan di bawah aksi kepadatan daya tertentu dari cahaya frekuensi fundamental, nilai ambangnya lebih tinggi daripada nilai ambang cahaya frekuensi fundamental 1064nm, dan energi keluarannya meningkat pesat setelah energi pemompaan melebihi nilai ambang OPO. Hubungan antara energi keluaran OPO dan efisiensi dengan energi keluaran cahaya frekuensi fundamental ditunjukkan pada gambar, dari mana dapat dilihat bahwa efisiensi konversi OPO dapat mencapai hingga 35%.
Akhirnya, keluaran pulsa laser dengan panjang gelombang 1,57μm dengan energi lebih dari 80mJ dan lebar pulsa laser 8,5ns dapat dicapai. Sudut divergensi berkas laser keluaran melalui pelebar berkas laser adalah 0,3mrad. Simulasi dan analisis menunjukkan bahwa kemampuan pengukuran jarak pengukur jarak laser pulsa yang menggunakan laser ini dapat melebihi 30km.
| Panjang gelombang | 1570±5nm |
| Frekuensi Pengulangan | 20Hz |
| Sudut hamburan sinar laser (pelebaran sinar) | 0,3-0,6 mrad |
| Lebar Pulsa | 8,5ns |
| Energi Denyut | 80mJ |
| Jam Kerja Berkesinambungan | 5 menit |
| Berat | ≤1,2 kg |
| Suhu Kerja | -40℃~65℃ |
| Suhu Penyimpanan | -50℃~65℃ |
Selain meningkatkan investasi riset dan pengembangan teknologi sendiri, memperkuat pembangunan tim R&D, dan menyempurnakan sistem inovasi R&D teknologi, Lumispot Tech juga aktif bekerja sama dengan lembaga penelitian eksternal di bidang industri-universitas-penelitian, dan telah menjalin hubungan kerja sama yang baik dengan para ahli industri terkenal di dalam negeri. Teknologi inti dan komponen kunci telah dikembangkan secara independen, semua komponen kunci telah dikembangkan dan diproduksi secara independen, dan semua perangkat telah dilokalisasi. Bright Source Laser terus mempercepat laju pengembangan dan inovasi teknologi, dan akan terus memperkenalkan modul pengukur jarak laser yang lebih murah dan lebih andal untuk memenuhi permintaan pasar.
Waktu posting: 21 Juni 2023