Laŭ la malsama generacia mekanismo de mallongaj infraruĝaj laseroj, ekzistas tri specoj de mallongaj infraruĝaj laseroj, nome duonkonduktaj laseroj, fibraj laseroj kaj solidsubstancaj laseroj.Inter ili, solidsubstancaj laseroj povas esti dividitaj en solidsubstancajn laserojn bazitajn sur optika nelinia ondolongokonverto kaj solidsubstancaj laseroj kiuj rekte generas mallongajn ondojn infraruĝajn laserojn de laseraj labormaterialoj.
Semikonduktaĵaj laseroj uzas semikonduktaĵmaterialojn kiel laserajn labormaterialojn, kaj la produktaĵlasera ondolongo estas determinita per la bendinterspaco de la semikonduktaĵmaterialoj.Kun la evoluo de materiala scienco, energibendoj de duonkonduktaĵomaterialoj povas esti adaptitaj al pli larĝa gamo de laserondolongoj tra energibandinĝenieristiko.Tial, multoblaj mallong-ondaj infraruĝaj laserondolongoj povas esti akiritaj per semikonduktaĵlaseroj.
li tipa lasera labormaterialo de mallonga ondo infraruĝa duonkondukta lasero estas fosfora materialo.Ekzemple, india fosfura duonkondukta lasero kun aperturgrandeco de 95 μm havas eligajn laserajn ondolongojn de 1.55 μm kaj 1.625 μm, kaj la potenco atingis 1.5 W.
Fibra lasero uzas rara-ter-dopitan vitrofibron kiel la laseran medion kaj duonkonduktaĵan laseron kiel la pumpilfonton.Ĝi havas bonegajn trajtojn kiel malaltan sojlon, altan konvertan efikecon, bonan eligan trabon-kvaliton, simplan strukturon kaj altan fidindecon.Ĝi ankaŭ povas utiligi la larĝan spektron de rara tera jonradiado por formi agordeblan fibro-laseron aldonante selektemajn optikajn elementojn kiel ekzemple kradoj en la laserresonatoro.Fibraj laseroj fariĝis grava direkto en la disvolviĝo de lasera teknologio.
1.Solid-stato lasero
La solidsubstancaj laseraj gajnokomunikiloj, kiuj povas rekte generi mallongajn infraruĝajn laserojn, estas ĉefe Er: YAG-kristaloj kaj ceramikaĵoj, kaj Er-dopita vitro.La solidsubstanca lasero bazita sur Er:YAG-kristalo kaj ceramikaĵo povas rekte eligi 1.645μm-mallongondan infraruĝan laseron, kio estas varma punkto en la esplorado de mallonga-onda infraruĝa lasero en la lastaj jaroj [3-5].Nuntempe, la pulsenergio de Er: YAG-laseroj uzantaj elektro-optikan aŭ akusto-optikan Q-ŝanĝadon atingis kelkajn ĝis dekojn da mJ, pulslarĝon de dekoj da ns, kaj ripetan ofteco de dekoj ĝis miloj da Hz.Se 1.532 μm duonkondukta lasero estas uzata kiel pumpilo fonto, Ĝi havos grandajn avantaĝojn en la kampo de lasero aktiva rekono kaj lasero kontraŭiniciatoj, precipe ĝia kaŝa efiko sur tipaj lasera averto aparatoj.
Er-vitra lasero havas kompaktan strukturon, malaltan koston, malpezan pezon, kaj povas realigi Q-ŝanĝitan operacion.Ĝi estas la preferata lumfonto por aktiva detekto de kurtonda infraruĝa lasero.Tamen, pro la kvar mankoj de Er-vitraj materialoj: Unue, la centra ondolongo de la sorba spektro estas 940 nm aŭ 976 nm, kio malfaciligas lamppumpadon;Due, la preparado de Er-vitraj materialoj estas malfacila kaj ne estas facile fari grandajn grandecojn;Trie, Er-vitro La materialo havas malbonajn termikajn proprietojn, kaj ne estas facile atingi ripetan oftan operacion dum longa tempo, des malpli daŭran operacion;kvare, ekzistas neniu taŭga Q-ŝanĝa materialo.Kvankam la esploro de mallonga ondo infraruĝa lasero bazita sur Er-vitro ĉiam altiris la atenton de homoj, pro la supraj kvar kialoj, neniu produkto aperis.Ĝis 1990, kun la apero de semikonduktaĵaj laseraj stangoj kun ondolongoj de 940 nm kaj 980 nm, kaj la apero de saturitaj sorbadmaterialoj kiel ekzemple Co2+:MgAl2O4 (kobalt-dopita magnezialuminato), la du ĉefaj proplempunktoj de pumpilfonto kaj Q-ŝanĝo estis rompitaj.La esplorado pri vitrolaseroj rapide disvolviĝis.Precipe en la lastaj jaroj, la miniatura Er-vitra lasera modulo de mia lando, kiu integras duonkonduktaĵan pumpilfonton, Er-vitron kaj resonancan kavon, pezas ne pli ol 10 g, kaj havas malgrandan grupan produktadkapaciton de 50 kW pintpotencaj moduloj.Tamen, pro la malbona termika rendimento de Er-vitra materialo, la ripeta ofteco de la lasera modulo estas ankoraŭ relative malalta.La lasera frekvenco de la 50 kW-modulo estas nur 5 Hz, kaj la maksimuma lasera frekvenco de la 20 kW-modulo estas 10 Hz, kiu nur povas esti uzata en malaltfrekvencaj aplikoj.
La 1.064 μm laseroproduktado de la Nd:YAG pulsita lasero havas pintpotencon de ĝis megavatoj.Kiam tia forta kohera lumo pasas tra iuj specialaj materialoj, ĝiaj fotonoj estas malelaste disĵetitaj sur la molekuloj de la materialo, tio estas, la fotonoj estas absorbitaj kaj produktitaj relative Malaltfrekvencaj fotonoj.Estas du specoj de substancoj kiuj povas atingi ĉi tiun frekvencan konvertan efikon: unu estas neliniaj kristaloj, kiel KTP, LiNbO3, ktp.;la alia estas altprema gaso kiel H2.Metu ilin en la optikan resonancan kavon por formi optikan parametrikan oscilatoron (OPO).
OPO bazita sur altprema gaso kutime rilatas al stimulita Raman disvastiganta malpeza parametrika oscilatoro.La pumpillumo estas parte sorbita kaj generas malaltfrekvencan lumondon.La matura Raman-lasero uzas 1.064 μm laseron por pumpi altpreman gason H2 por akiri 1.54 μm kurtondan infraruĝan laseron.
BILDO 1
La tipa apliko de kurtonda infraruĝa GV-sistemo estas longdistanca bildigo nokte.La lasera lumigilo devus esti mallong-pulsa mallonga-onda infraruĝa lasero kun alta pintpotenco, kaj ĝia ripeta frekvenco devus esti kongrua kun la framfrekvenco de la strobofotilo.Laŭ la nuna stato de mallongaj infraruĝaj laseroj hejme kaj eksterlande, diodo-pumpitaj Er: YAG-laseroj kaj OPO-bazitaj 1,57 μm solidsubstancaj laseroj estas la plej bonaj elektoj.La ripeta frekvenco kaj pintpotenco de la miniatura Er-vitra lasero ankoraŭ devas esti plibonigitaj.3.Apliko de mallonga ondo infraruĝa lasero en fotoelektra kontraŭsciigo
La esenco de mallong-onda infraruĝa lasero kontraŭ-rekono estas surradii la optoelektronikan skoltan ekipaĵon de la malamiko laborantajn en la mallonga ondo-infraruĝa bendo per mallongaj ondaj infraruĝaj laseraj radioj, por ke ĝi povu akiri malĝustajn celinformojn aŭ ne povas funkcii normale, aŭ eĉ la detektilo estas difektita.Estas du tipaj mallong-ondaj infraruĝaj laseraj kontraŭ-skonaj metodoj, nome la distanca trompo enmiksiĝo al la homa okulo-sekura lasera telemezurilo kaj la subprema damaĝo al la mallonga ondo infraruĝa fotilo.
1.1 Distanca trompo interfero al homa okulo sekureca lasera telemezurilo
La pulsita lasera distancmezurilo transformas la distancon inter la celo kaj la celo de la tempointervalo de la laserpulso iranta tien kaj reen inter la lanĉpunkto kaj la celo.Se la distancmezurila detektilo ricevas aliajn laserpulsojn antaŭ ol la reflektita eĥsignalo de la celo atingas la lanĉpunkton, ĝi ĉesos tempigon, kaj la konvertita distanco ne estas la fakta distanco de la celo, sed pli malgranda ol la fakta distanco de la celo.Falsa distanco, kiu atingas la celon trompi la distancon de la distancmezurilo.Por okul-sekuraj laserdistancmezuriloj, kurtondaj infraruĝaj pulsaj laseroj de la sama ondolongo povas esti uzitaj por efektivigi distancan trompinterferon.
La lasero kiu efektivigas la distancan trompinterferon de la distancmezurilo simulas la difuzan reflektadon de la celo al la lasero, do la lasera pintpotenco estas tre malalta, sed la sekvaj du kondiĉoj devus esti plenumitaj:
1) La lasera ondolongo devas esti la sama kiel la funkcia ondolongo de la interferita distancmezurilo.Interferfiltrilo estas instalita antaŭ la telemezurila detektilo, kaj la bendolarĝo estas tre mallarĝa.Laseroj kun ondolongoj krom la funkcia ondolongo ne povas atingi la fotosenteman surfacon de la detektilo.Eĉ la 1.54 μm kaj 1.57 μm laseroj kun similaj ondolongoj ne povas malhelpi unu la alian.
2) La lasera ripeta frekvenco devas esti sufiĉe alta.La distancmezurila detektilo respondas al la lasersignalo atinganta sian fotosenteman surfacon nur kiam la intervalo estas mezurita.Por atingi efikan interferon, la interferpulso devus almenaŭ premi en la telemezurilon ondopordegon 2 ĝis 3 pulsojn.La intervalpordego kiu povas esti atingita nuntempe estas sur la ordo de μs, tiel ke la interfera lasero devas havi altan ripetan frekvencon.Prenante celdistancon de 3 km ekzemple, la tempo postulata por la lasero por iri tien kaj reen unufoje estas 20 μs.Se almenaŭ 2 pulsoj estas enigitaj, la lasera ripeta frekvenco devas atingi 50 kHz.Se la minimuma intervalo de la lasera distancmezurilo estas 300 m, la ripeta frekvenco de la jammer ne povas esti pli malalta ol 500 kHz.Nur semikonduktaĵaj laseroj kaj fibraj laseroj povas atingi tian altan ripeton.
1.2 Subprema interfero kaj damaĝo al mallongaj infraruĝaj fotiloj
Kiel la kernkomponento de la kurtonda infraruĝa bildiga sistemo, la kurtonda infraruĝa fotilo havas limigitan dinamikan intervalon de responda optika potenco de sia InGaAs fokusa ebena detektilo.Se la okazaĵa optika potenco superas la supran limon de la dinamika gamo, saturiĝo okazos, kaj la detektilo ne povas fari normalan bildigon.Pli alta potenco La lasero kaŭzos konstantan damaĝon al la detektilo.
Kontinuaj kaj malaltaj pintpotencaj duonkonduktaj laseroj kaj fibraj laseroj kun alta ripeta frekvenco taŭgas por kontinua subprema interfero de mallongaj infraruĝaj fotiloj.Senĉese surradiu la mallongan infraruĝan fotilon per lasero.Pro la grand-pligrandiga kondensiga efiko de la optika lenso, la areo atingita per la lasero disvastigita punkto sur la InGaAs fokusa ebeno estas grave saturita, kaj tial ne povas esti bildigita normale.Nur post kiam la lasera surradiado estas ĉesigita dum tempodaŭro, la bilda agado povas iom post iom reveni al normalo.
Laŭ la rezultoj de multjara esplorado kaj evoluo de laseraj aktivaj kontraŭrimedoj en la videblaj kaj preskaŭ-infraruĝaj bandoj kaj multoblaj kampaj damaĝaj efikecotestoj, nur mallongaj pulsaj laseroj kun maksimuma potenco de megavatoj kaj pli povas kaŭzi neinversigeblan damaĝon al televido. fotiloj je distanco de kilometroj for.damaĝo.Ĉu la damaĝa efiko povas esti atingita, la pinta potenco de la lasero estas la ŝlosilo.Tiel longe kiel la pintpotenco estas pli alta ol la sojlo de damaĝo de detektilo, ununura pulso povas difekti la detektilon.De la perspektivo de lasera dezajnomalfacileco, varmo disipado kaj elektrokonsumo, la ripeta frekvenco de la lasero ne nepre devas atingi la framfrekvencon de la fotilo aŭ eĉ pli alta, kaj 10 Hz ĝis 20 Hz povas renkonti realajn batalaplikaĵojn.Kompreneble, mallongaj infraruĝaj fotiloj ne estas escepto.
InGaAs-fokusaj aviadildetektiloj inkludas elektronbombadajn CCDojn bazitajn sur InGaAs/InP elektronmigradfotokatodoj kaj CMOS poste formiĝis.Iliaj saturiĝo- kaj difektaj sojloj estas en la sama grandordo kiel Si-bazita CCD/CMOS, sed InGaAs/InP-bazitaj detektiloj ankoraŭ ne estis akiritaj.Saturaj kaj damaĝaj sojlaj datumoj de CCD/COMS.
Laŭ la nuna stato de mallongaj infraruĝaj laseroj hejme kaj eksterlande, la 1,57 μm ripetema frekvenca solidsubstanca lasero bazita sur OPO ankoraŭ estas la plej bona elekto por lasera damaĝo al CCD/COMS.Ĝia alta atmosfera penetra rendimento kaj alta pinta potenco mallonga pulsa lasero La lumpunktokovrado kaj ununura pulso efikaj trajtoj estas evidentaj por la mola mortiga potenco de la longdistanca optoelektronika sistemo ekipita per mallongaj infraruĝaj fotiloj.
2 .Konkludo
Kurtondaj infraruĝaj laseroj kun ondolongoj inter 1.1 μm kaj 1.7 μm havas altan atmosferan transmitadon kaj fortan kapablon penetri nebuleton, pluvon, neĝon, fumon, sablon kaj polvon.Ĝi estas nevidebla al tradicia malluma nokta vida ekipaĵo.La lasero en la 1,4 μm ĝis 1,6 μm bendo estas sekura por la homa okulo, kaj havas karakterizajn trajtojn kiel matura detektilo kun pinta responda ondolongo en ĉi tiu gamo, kaj fariĝis grava evoludirekto por laseraj armeaj aplikoj.
Ĉi tiu artikolo analizas la teknikajn trajtojn kaj status quo de kvar tipaj mallong-ondaj infraruĝaj laseroj, inkluzive de fosforaj semikonduktaĵaj laseroj, Er-dopataj fibro-laseroj, Er-dopataj solidsubstancaj laseroj kaj OPO-bazitaj solid-stataj laseroj, kaj resumas la uzon. de tiuj kurtondaj infraruĝaj laseroj en fotoelektra aktiva sciigo.Tipaj aplikoj en kontraŭsciigo.
1) Kontinua kaj malalta pintpotenco alta ripeta frekvenco fosforaj duonkonduktaj laseroj kaj Er-dopataj fibraj laseroj estas ĉefe uzataj por helpa lumigado por longdistanca kaŝa gvatado kaj celanta nokte kaj subpremado de interfero al malamikaj mallongaj infraruĝaj fotiloj.Alt-ripetaj mallong-pulsaj fosforaj semikonduktaĵaj laseroj kaj Er-dopataj fibro-laseroj ankaŭ estas idealaj lumfontoj por multi-pulsa sistemo okulsekureco intervalanta, lasero skanado bildigo radaro kaj okulsekureco lasero telémetro distanco trompo interfero.
2) OPO-bazitaj solidsubstancaj laseroj kun malalta ripetofteco sed kun pintpotenco de megavatoj aŭ eĉ dek megavatoj povas esti vaste uzataj en fulmbildiga radaro, longdistanca lasera pordega observado nokte, mallong-onda infraruĝa lasera damaĝo kaj tradicia reĝimo fora homaj okuloj Sekureca lasero intervalanta.
3) La miniatura Er-vitra lasero estas unu el la plej rapide kreskantaj direktoj de mallongaj infraruĝaj laseroj en la lastaj jaroj.La nunaj potenco- kaj ripetaj frekvencniveloj povas esti uzataj en miniaturaj okulsekurecaj laseraj telemezuriloj.En tempo, post kiam la pintpotenco atingas la megavatan nivelon, ĝi povas esti uzita por fulmbildiga radaro, lasera pordega observado, kaj laserodamaĝo al mallongaj infraruĝaj fotiloj.
4) La diodo-pumpita Er:YAG-lasero, kiu kaŝas la laseran avertan aparaton, estas la ĉefa disvolva direkto de alt-potencaj mallongaj ondoj infraruĝaj laseroj.Ĝi havas bonegan aplikan potencialon en fulmlidar, longdistanca lasera pordega observado nokte kaj lasera damaĝo.
En la lastaj jaroj, ĉar armilsistemoj havas pli kaj pli altajn postulojn por la integriĝo de optoelektronikaj sistemoj, la malgrandaj kaj malpezaj laseraj ekipaĵoj fariĝis neevitebla tendenco en la disvolviĝo de laseraj ekipaĵoj.Semikonduktaĵaj laseroj, fibraj laseroj kaj miniaturaj laseroj kun malgranda grandeco, malpeza kaj malalta elektra konsumo Er-vitraj laseroj fariĝis la ĉefa direkto de la disvolviĝo de mallongaj infraruĝaj laseroj.Aparte, fibraj laseroj kun bona radiokvalito havas grandan aplikan potencialon en nokta helpa lumigado, kaŝa gvatado kaj celado, skanado de bildiga lidar kaj lasera subprema interfero.Tamen, la potenco/energio de ĉi tiuj tri specoj de malgrandaj kaj malpezaj laseroj estas ĝenerale malaltaj, kaj povas nur esti uzataj por kelkaj mallongdistancaj sciigaj aplikoj, kaj ne povas renkonti la bezonojn de longdistanca sciigo kaj kontraŭsciigo.Tial, la fokuso de evoluo estas pliigi la laseran potencon/energion.
OPO-bazitaj solidsubstancaj laseroj havas bonan radion-kvaliton kaj altan pintpotencon, kaj iliaj avantaĝoj en longdistanca pordega observado, fulmbildiga radaro kaj lasera damaĝo estas ankoraŭ tre evidentaj, kaj la lasera eligo-energio kaj lasera ripeta frekvenco devus esti plu pliigitaj. .Por diod-pumpitaj Er:YAG-laseroj, se la pulsenergio estas pliigita dum la pulslarĝo estas plu kunpremita, ĝi iĝos la plej bona alternativo al OPO-solidsubstancaj laseroj.Ĝi havas avantaĝojn en longdistanca enirkontrolita observado, fulmbildiga radaro kaj lasera damaĝo.Granda aplika potencialo.
Pli da produktaj informoj, vi povas viziti nian retejon:
https://www.erbiumtechnology.com/
Retpoŝto:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faksi: +86-2887897578
Aldoni: No.23, Chaoyang-vojo, Xihe strato, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, Ĉinio.
Ĝisdatiga Tempo: Mar-02-2022
