Lumispot Technology Co., Ltd. компаниясы көпжылдық зерттеулер мен әзірлемелерге сүйене отырып, энергиясы 80 мДж, қайталану жиілігі 20 Гц және адам көзіне қауіпсіз толқын ұзындығы 1,57 мкм болатын шағын өлшемді және жеңіл импульсті лазерді сәтті жасап шығарды. Бұл зерттеу нәтижесі KTP-OPO сөйлесу тиімділігін арттыру және сорғы көзінің диодты лазер модулінің шығысын оңтайландыру арқылы қол жеткізілді. Сынақ нәтижесіне сәйкес, бұл лазер -45 ℃-тан 65 ℃-қа дейінгі кең жұмыс температурасы талаптарына сай келеді және тамаша өнімділікке ие, Қытайдағы озық деңгейге жетті.
Импульсті лазерлік қашықтық өлшегіш - нысанаға бағытталған лазерлік импульстің артықшылығы, жоғары дәлдіктегі қашықтық өлшегіш қабілеті, күшті кедергіге қарсы қабілеті және ықшам құрылымы арқасында қашықтықты өлшеу құралы. Бұл өнім инженерлік өлшеулерде және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Бұл импульсті лазерлік қашықтық өлшегіш әдісі ұзақ қашықтықты өлшеуде кеңінен қолданылады. Бұл ұзақ қашықтықты қашықтық өлшегіште наносекундтық лазерлік импульстарды шығару үшін Q-коммутация технологиясын пайдалана отырып, жоғары энергиялы және шағын сәуле шашырауы бұрышы бар қатты денелі лазерді таңдаған жөн.
Импульсті лазерлік қашықтық өлшегіштің өзекті бағыттары келесідей:
(1) Адам көзіне қауіпсіз лазерлік қашықтық өлшегіш: 1,57 мкм оптикалық параметрлік осциллятор дәстүрлі 1,06 мкм толқын ұзындығындағы лазерлік қашықтық өлшегіштің орнын біртіндеп қашықтық өлшегіш өрістерінің көпшілігінде ауыстырып келеді.
(2) Шағын өлшемді және жеңіл миниатюралық қашықтан басқарылатын лазерлік қашықтық өлшегіш.
Анықтау және бейнелеу жүйесінің өнімділігінің жақсаруымен 20 км-ден астам 0,1 м² кішігірім нысандарды өлшеуге қабілетті қашықтан лазерлік қашықтық өлшегіштер қажет. Сондықтан жоғары өнімді лазерлік қашықтық өлшегішті зерттеу өзекті мәселе болып табылады.
Соңғы жылдары Lumispot Tech компаниясы сәуле шашырауы аз және жоғары жұмыс өнімділігі жоғары, толқын ұзындығы 1,57 мкм көзге қауіпсіз қатты денелі лазерді зерттеуге, жобалауға, өндіруге және сатуға күш салды.
Жақында Lumispot Tech компаниясы минизацияланған ұзақ қашықтықтағы лазерлік қашықтық өлшегішті зерттеудегі практикалық сұраныстан туындаған, жоғары шыңдық қуаты мен ықшам құрылымы бар, көзге қауіпсіз толқын ұзындығы 1,57 мкм ауамен салқындатылған лазерді жасап шығарды. Тәжірибеден кейін бұл лазер кең қолдану перспективасын көрсетті, тамаша өнімділікке, -40-тан 65 градус Цельсийге дейінгі жұмыс температурасының кең диапазонында күшті қоршаған ортаға бейімделгіштікке ие болды.
Келесі теңдеу арқылы, басқа сілтемелердің бекітілген санымен, шың шығыс қуатын жақсарту және сәуленің шашырауы бұрышын азайту арқылы қашықтық өлшегіштің өлшеу қашықтығын жақсартуға болады. Нәтижесінде, екі фактор: шың шығыс қуатының мәні және шағын сәуленің шашырауы бұрышы ауамен салқындатылатын функциясы бар ықшам құрылымды лазер нақты қашықтық өлшегіштің қашықтықты өлшеу мүмкіндігін анықтайтын негізгі бөлік болып табылады.
Адам көзіне қауіпсіз толқын ұзындығы бар лазерді жүзеге асырудың негізгі бөлігі - оптикалық параметрлік осциллятор (OPO) әдісі, оның ішінде сызықты емес кристалл, фазалық сәйкестендіру әдісі және OPO интериол құрылымын жобалау мүмкіндігі бар. Сызықтық емес кристалды таңдау үлкен сызықтық емес коэффициентке, жоғары зақымдану шегіне, тұрақты химиялық және физикалық қасиеттерге және жетілген өсу әдістеріне және т.б. байланысты, фазалық сәйкестендіру басымдыққа ие болуы керек. Үлкен қабылдау бұрышы және кіші ауытқу бұрышы бар сыни емес фазалық сәйкестендіру әдісін таңдаңыз; OPO қуысының құрылымы сенімділікті қамтамасыз ету негізінде тиімділік пен сәуле сапасын ескеруі керек. KTP-OPO шығыс толқын ұзындығының өзгеру қисығы фазалық сәйкестендіру бұрышымен, θ=90° болғанда, сигнал жарығы адам көзіне қауіпсіз лазерді дәл шығара алады. Сондықтан, жобаланған кристал бір жағымен кесіледі, сәйкестендіру бұрышы θ=90°，φ=0° қолданылады, яғни кристалдың тиімді сызықтық емес коэффициенті ең үлкен болғанда және дисперсия әсері болмаған кезде класстық сәйкестендіру әдісі қолданылады.
Жоғарыда аталған мәселені жан-жақты қарастыруға, қазіргі отандық лазерлік техника мен жабдықтардың даму деңгейіне сүйене отырып, оңтайландырудың техникалық шешімі: OPO II класты сыни емес фазаға сәйкес келетін сыртқы қуыс қос қуысты KTP-OPO дизайнын қабылдайды; 2 KTP-OPO түрлендіру тиімділігі мен лазер сенімділігін арттыру үшін тандемдік құрылымда тігінен орналасқан, көрсетілгендей.1-суретЖоғарыда.
Сорғы көзі - өздігінен зерттелген және жасалған өткізгіш салқындатылған жартылай өткізгіш лазерлік массив, жұмыс циклі ең көбі 2%, бір жолақ үшін ең жоғары қуат 100 Вт және жалпы жұмыс қуаты 12000 Вт. Тік бұрышты призма, жазық толық шағылыстыратын айна және поляризатор бүктелген поляризациямен байланысты шығыс резонанстық қуысты құрайды, ал тік бұрышты призма мен толқындық пластина қажетті 1064 нм лазерлік байланыстыру шығысын алу үшін айналады. Q модуляция әдісі - KDP кристалына негізделген қысымды белсенді электро-оптикалық Q модуляциясы.
1-суретЕкі KTP кристалы тізбектей жалғанған
Бұл теңдеуде Prec - анықталатын ең кіші жұмыс күші;
Pout - жұмыс қуатының шың шығыс мәні;
D - қабылдағыш оптикалық жүйенің апертурасы;
t – оптикалық жүйенің өткізгіштігі;
θ - лазердің сәуле шығаратын сәулесінің шашырауы бұрышы;
r - нысананың шағылысу жылдамдығы;
A - нысананың эквивалентті көлденең қимасының ауданы;
R - ең үлкен өлшеу диапазоны;
σ – атмосфералық сіңіру коэффициенті.
2-суретӨзін-өзі дамыту арқылы доға тәрізді жолақ массивінің модулі,
ортасында YAG кристалды таяқшасы бар.
The2-суретдоға тәрізді штангалар жиынтығы болып табылады, YAG кристалды шыбықтарын модульдің ішіне лазерлік орта ретінде орналастырады, концентрациясы 1%. Лазердің бүйірлік қозғалысы мен лазер шығысының симметриялы таралуы арасындағы қайшылықты шешу үшін LD массивінің 120 градус бұрышта симметриялы таралуы пайдаланылды. Сорғы көзі 1064 нм толқын ұзындығы, екі 6000 Вт қисық массив штанга модульдері тізбектей жартылай өткізгіш тандемді айдау арқылы жүзеге асырылады. Шығу энергиясы 0-250 мДж, импульс ені шамамен 10 нс және жиілігі 20 Гц. Бүктелген қуыс қолданылады, ал 1,57 мкм толқын ұзындығындағы лазер тандемді KTP сызықты емес кристалынан кейін шығарылады.
3-график1,57 мкм толқын ұзындығындағы импульсті лазердің өлшемді сызбасы
4-график1,57 мкм толқын ұзындығындағы импульсті лазерлік үлгі жабдығы
5-график:1,57 мкм шығыс
6-график:Сорғы көзінің түрлендіру тиімділігі
Лазер энергиясын өлшеуді сәйкесінше 2 түрлі толқын ұзындығының шығыс қуатын өлшеуге бейімдеу. Төменде көрсетілген графикке сәйкес, энергия мәнінің нәтижесі 20 Гц жиілікте 1 минут жұмыс істеу кезіндегі орташа мән болды. Олардың ішінде 1,57 мкм толқын ұзындығындағы лазермен өндірілген энергия 1064 нм толқын ұзындығындағы сорғы көзінің энергиясымен байланысты өзгереді. Сорғы көзінің энергиясы 220 мДж-ге тең болғанда, 1,57 мкм толқын ұзындығындағы лазердің шығыс энергиясы 80 мДж-ге жете алады, ал түрлендіру жылдамдығы 35%-ға дейін жетеді. OPO сигнал шамы негізгі жиілік шамының белгілі бір қуат тығыздығының әсерінен пайда болатындықтан, оның шекті мәні 1064 нм негізгі жиілік шамының шекті мәнінен жоғары және айдау энергиясы OPO шекті мәнінен асқаннан кейін оның шығыс энергиясы тез артады. OPO шығыс энергиясы мен тиімділігінің негізгі жиіліктегі жарық шығыс энергиясымен байланысы суретте көрсетілген, одан OPO түрлендіру тиімділігі 35%-ға дейін жетуі мүмкін екенін көруге болады.
Соңында, энергиясы 80 мДж-ден асатын және лазер импульсінің ені 8,5 нс болатын 1,57 мкм толқын ұзындығындағы лазер импульсінің шығысына қол жеткізуге болады. Лазер сәулесінің кеңейткіші арқылы шығыс лазер сәулесінің дивергенция бұрышы 0,3 мрад құрайды. Модельдеу және талдау осы лазерді қолданатын импульсті лазерлік қашықтық өлшегіштің қашықтықты өлшеу мүмкіндігі 30 км-ден асуы мүмкін екенін көрсетеді.
| Толқын ұзындығы | 1570±5нм |
| Қайталау жиілігі | 20Гц |
| Лазер сәулесінің шашырауы бұрышы (сәуленің кеңеюі) | 0,3-0,6 мрад |
| Импульс ені | 8,5 нс |
| Импульстік энергия | 80 мДж |
| Үздіксіз жұмыс уақыты | 5 мин |
| Салмақ | ≤1,2 кг |
| Жұмыс температурасы | -40℃~65℃ |
| Сақтау температурасы | -50℃~65℃ |
Lumispot Tech компаниясы өзінің технологиялық зерттеулер мен әзірлемелерге инвестицияларын жақсартумен, ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар тобының құрылысын күшейтумен және технологиялық ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүйесін жетілдірумен қатар, сыртқы зерттеу институттарымен салалық-университеттік-зерттеу саласында белсенді ынтымақтастық орнатты және отандық танымал сала мамандарымен жақсы ынтымақтастық орнатты. Негізгі технология мен негізгі компоненттер тәуелсіз әзірленді, барлық негізгі компоненттер тәуелсіз әзірленді және өндірілді, ал барлық құрылғылар жергілікті жерге орналастырылды. Bright Source Laser технологияны дамыту мен инновациялау қарқынын әлі де жеделдетуде және нарықтық сұранысты қанағаттандыру үшін арзан және сенімді адам көзінің қауіпсіздігін қамтамасыз ететін лазерлік қашықтық өлшегіш модульдерін енгізуді жалғастырады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 21 маусым