Neffens de ferskillende generaasje meganisme fan koarte-wave ynfraread lasers, der binne trije soarten fan koarte-wave ynfraread lasers, nammentlik semiconductor lasers, fiber lasers en solid-state lasers.Under harren kinne solid-state lasers wurde ferdield yn solid-state lasers basearre op optyske net-lineêre golflingte konverzje en solid-state lasers dy't direkt generearje koarte-wave ynfraread lasers út laser wurkje materialen.
Semiconductor lasers brûke semiconductor materialen as laser wurkje materialen, en de útfier laser golflingte wurdt bepaald troch de band gat fan de semiconductor materialen.Mei de ûntwikkeling fan materiaalwittenskip kinne enerzjybanden fan halfgeleidermaterialen wurde ôfstimd op in breder skala oan laserwellenlangen troch enerzjybântechnyk.Dêrom kinne meardere koarte-wave ynfraread laser golflingten wurde krigen mei semiconductor lasers.
hy typysk laser wurkjen materiaal fan koarte-wave ynfraread semiconductor laser is fosfor materiaal.Bygelyks, in indium phosphide semiconductor laser mei in aperture grutte fan 95 μm hat útfier laser golflingten fan 1,55 μm en 1,625 μm, en de macht hat berikt 1,5 W.
Fiber laser brûkt seldsume-ierde-doped glêstried as de laser medium en semiconductor laser as de pomp boarne.It hat poerbêste skaaimerken lykas lege drompel, hege konverzje-effisjinsje, goede útfierbeamkwaliteit, ienfâldige struktuer en hege betrouberens.It kin ek profitearje fan it brede spektrum fan seldsume ierde ion strieling te foarmjen in tunable fiber laser troch tafoegjen selektive optyske eleminten lykas gratings yn de laser resonator.Fiberlasers binne in wichtige rjochting wurden yn 'e ûntwikkeling fan lasertechnology.
1. Solid-state laser
De solid-state laser gain media dat kin direkt generearje koarte-wave ynfraread lasers binne benammen Er: YAG kristallen en keramyk, en Er-doped glês.De solid-state laser basearre op Er: YAG kristal en keramyk kin direkt útfiere 1.645μm koarte-wave ynfraread laser, dat is in hot plak yn it ûndersyk fan koarte-wave ynfraread laser yn de ôfrûne jierren [3-5].Op it stuit hat de pulsenerzjy fan Er: YAG-lasers dy't elektro-optyske as akoesto-optyske Q-wikseling brûke, in pear oant tsientallen mJ berikt, in pulsbreedte fan tsientallen ns, en in werhellingsfrekwinsje fan tsientallen oant tûzenen Hz.As in 1.532 μm semiconductor laser wurdt brûkt as de pomp boarne, It sil hawwe grutte foardielen op it mêd fan laser aktive ferkenning en laser tsjinmaatregels, benammen syn stealth effekt op typyske laser warskôging apparaten.
Er glêzen laser hat kompakte struktuer, lege kosten, licht gewicht, en kin realisearje Q-switched operaasje.It is de foarkar ljocht boarne foar aktive opspoaren fan koarte-wave ynfraread laser.Lykwols, troch de fjouwer tekoartkommingen fan Er glêzen materialen: Earste, de sintrale golflingte fan it absorption spektrum is 940 nm of 976 nm, dat makket lamp pompen dreech te berikken;Twadder is de tarieding fan Er glêzen materialen lestich en it is net maklik om grutte maten te meitsjen;Tredde, Er glês It materiaal hat minne termyske eigenskippen, en it is net maklik te berikken repetitive frekwinsje operaasje foar in lange tiid, lit stean trochgeande operaasje;fjirde, der is gjin geskikt Q-switching materiaal.Hoewol't it ûndersyk fan koarte-wave ynfraread laser basearre op Er glês hat altyd lutsen minsken syn oandacht, troch de boppesteande fjouwer redenen, gjin produkt is kommen út.Oant 1990, mei it ûntstean fan halfgeleiderlaserbalken mei golflingten fan 940 nm en 980 nm, en it ûntstean fan verzadigde absorptiematerialen lykas Co2+:MgAl2O4 (kobalt-doped magnesiumaluminaat), de twa grutte knyppunten fan pompboarne en Q-switching boarne waarden brutsen.It ûndersyk nei glêzen lasers hat him rap ûntwikkele.Benammen yn de ôfrûne jierren, myn lân syn miniatuer Er glass laser module, dy't yntegrearret semiconductor pump boarne, Er glês en resonânsjefel holte, waacht net mear as 10 g, en hat in lytse batch produksje kapasiteit fan 50 kW peak macht modules.Troch de minne termyske prestaasjes fan Er glêzen materiaal is de werhellingsfrekwinsje fan 'e lasermodule lykwols noch relatyf leech.De laserfrekwinsje fan 'e 50 kW-module is mar 5 Hz, en de maksimale laserfrekwinsje fan' e 20 kW-module is 10 Hz, dy't allinich kin wurde brûkt yn applikaasjes mei lege frekwinsje.
De 1.064 μm laserútfier troch de Nd: YAG pulsearre laser hat in pykkrêft fan oant megawatt.As sa'n sterk gearhingjend ljocht troch guon spesjale materialen giet, wurde har fotonen ynelastysk ferspraat oer de molekulen fan it materiaal, dat is, de fotonen wurde opnomd en produsearre relatyf leechfrekwinsjefotonen.D'r binne twa soarten stoffen dy't dit frekwinsjekonverzje-effekt berikke kinne: ien is net-lineêre kristallen, lykas KTP, LiNbO3, ensfh.;de oare is hege druk gas lykas H2.Plak se yn 'e optyske resonânsjefel om in optyske parametryske oscillator (OPO) te foarmjen.
OPO basearre op hege druk gas meastal ferwiist nei in stimulearre Raman ferstruit ljocht parametric oscillator.It pompljocht wurdt foar in part opnomd en genereart in leechfrekwinsje ljochtwelle.De folwoeksen Raman-laser brûkt in 1.064 μm-laser om hege drukgas H2 te pompen om in 1.54 μm koarte-wave ynfraread laser te krijen.
FOTO 1
De typyske tapassing fan koartegolf ynfraread GV systeem is lange-ôfstân imaging nachts.De laser illuminator moat in koarte-puls koarte-wave ynfraread laser mei hege pyk macht, en syn werhelling frekwinsje moat wêze yn oerienstimming mei de frame frekwinsje fan de strobed kamera.Neffens de hjoeddeiske status fan koarte-wave ynfraread lasers yn binnen- en bûtenlân, diode-pompt Er: YAG lasers en OPO-basearre 1,57 μm solid-state lasers binne de bêste karren.De werhellingsfrekwinsje en pykkrêft fan 'e miniatuer Er glêzen laser moatte noch wurde ferbettere.3.Tapassing fan koarte-wave ynfraread laser yn fotoelektryske anty-ferkenning
De essinsje fan koarte-weach ynfraread laser anty-ferkenning is it bestralen fan 'e fijân syn opto-elektronyske ferkenning apparatuer wurkjen yn' e koarte-weach ynfraread band mei koarte-wave ynfraread laser beams, sadat it kin krije ferkearde doel ynformaasje of kin net wurkje normaal, of sels de detektor is skansearre.Der binne twa typyske koarte-wave ynfraread laser anty-ferkenning metoaden, nammentlik de ôfstân bedroch ynterferinsje oan de minsklik each-feilige laser rangefinder en de ûnderdrukking skea oan de koarte-wave ynfraread kamera.
1.1 Ofstân mislieding ynterferinsje foar minsklik each feilichheid laser rangefinder
De pulsearre laser rangefinder konvertearret de ôfstân tusken it doel en it doel troch it tiid ynterval fan de laser puls hinne en wer tusken it lansearring punt en it doel.As de rangefinder detector ûntfangt oare laser pulses foardat de wjerspegele echo sinjaal fan it doel berikt de lansearring punt, it sil stopje timing, en de omboude ôfstân is net de werklike ôfstân fan it doel, mar lytser as de werklike ôfstân fan it doel.Falske ôfstân, dy't berikt it doel fan ferrifeljen de ôfstân fan de ôfstânsmeter.Foar each-feilige laser rangefinders, koarte-wave ynfraread puls lasers fan deselde golflingte kinne brûkt wurde om te fieren ôfstân mislieding ynterferinsje.
De laser dy't de ôfstânsbedrog ynterferinsje fan 'e ôfstânsmeter ymplementearret, simulearret de diffuse refleksje fan it doel nei de laser, sadat de laserpeakkrêft heul leech is, mar de folgjende twa betingsten moatte foldien wurde:
1) De lasergolflingte moat itselde wêze as de wurkjende golflingte fan 'e ynterferearde ôfstânsmeter.In ynterferinsje filter wurdt ynstallearre foar de rangefinder detector, en de bânbreedte is hiel smel.Lasers mei oare golflingten as de wurkjende golflingte kinne it fotosensitive oerflak fan 'e detektor net berikke.Sels de 1,54 μm en 1,57 μm lasers mei ferlykbere golflingten kinne inoar net bemuoie.
2) De laser werhelling frekwinsje moat wêze heech genôch.De rangefinder-detektor reagearret op it lasersinjaal dat syn fotosensitive oerflak allinich berikt as it berik wurdt mjitten.Om effektive ynterferinsje te berikken, moat de ynterferinsjepuls op syn minst 2 oant 3 pulsen yn 'e rangefindergolfpoarte drukke.De berikpoarte dy't op it stuit kin wurde berikt is yn 'e oarder fan μs, sadat de interferearjende laser in hege werhellingsfrekwinsje moat hawwe.Nim in doelôfstân fan 3 km as foarbyld, de tiid dy't nedich is foar de laser om ien kear hinne en wer te gean is 20 μs.As op syn minst 2 pulsen wurde ynfierd, moat de laser werhellingsfrekwinsje 50 kHz berikke.As it minimale berik fan de laser rangefinder 300 m is, kin de werhellingsfrekwinsje fan 'e jammer net leger wêze as 500 kHz.Allinich semiconductor lasers en fiber lasers kinne berikke sa'n hege werhelling taryf.
1.2 Underdrukkende ynterferinsje en skea oan koarte-wave ynfraread kamera's
As de kearnkomponint fan it koarte-wave ynfraread imaging systeem, de koarte-wave ynfraread kamera hat in beheind dynamysk berik fan antwurd optyske krêft fan syn InGaAs focal plane detector.As de ynsidint optyske krêft grutter is as de boppegrins fan it dynamyske berik, sil sêding foarkomme, en de detektor kin gjin normale ôfbylding útfiere.Hegere krêft De laser sil permaninte skea oan 'e detektor feroarsaakje.
Trochrinnende en lege peak macht semiconductor lasers en glêstried lasers mei hege werhelling frekwinsje binne geskikt foar trochgeande ûnderdrukking ynterferinsje fan koarte-wave ynfraread kamera's.Bestriele de koarte-golf ynfraread kamera kontinu mei in laser.Troch it kondinsearjende effekt mei grutte fergrutting fan 'e optyske lens is it gebiet berikt troch it laserdiffusearre plak op it InGaAs-fokale flak slim verzadigd, en kin dêrom net normaal ôfbylde wurde.Pas nei't de laserbestraling foar in perioade stoppe is, kin de ôfbyldingsprestaasjes stadichoan werom nei normaal.
Neffens de resultaten fan in protte jierren fan ûndersyk en ûntwikkeling fan laser aktive tsjinmaatregels produkten yn de sichtbere en near-ynfraread bands en meardere fjild skea effektiviteit tests, allinnich koarte-puls lasers mei in pyk macht fan megawatt en boppe kin feroarsaakje ûnomkearbere skea oan TV kamera's op in ôfstân fan kilometers fuort.skea.Oft it skea-effekt kin wurde berikt, de pykkrêft fan 'e laser is de kaai.Salang't de pykkrêft heger is as de drompel foar skea fan detektor, kin in inkele puls de detektor beskeadigje.Fanút it perspektyf fan swierrichheden foar laserûntwerp, waarmteferbrûk en enerzjyferbrûk, hoecht de werhellingsfrekwinsje fan 'e laser net perfoarst de frame-rate fan' e kamera te berikken of noch heger, en 10 Hz oant 20 Hz kin foldwaan oan echte fjochtsapplikaasjes.Natuerlik binne koartegolf ynfraread kamera's gjin útsûndering.
InGaAs fokale fleantúchdetektors omfetsje elektroanenbombardemint CCD's basearre op InGaAs / InP elektroanenmigraasjefotokathodes en CMOS letter ûntwikkele.Har sêding en skea drompels binne yn deselde folchoarder fan grutte as Si-basearre CCD / CMOS, mar InGaAs / InP-basearre detectors binne noch net krigen.Saturation en skea drompel gegevens fan CCD / COMS.
Neffens de hjoeddeistige status fan koartegolf ynfraread lasers yn binnen- en bûtenlân, is de 1,57 μm repetitive frekwinsje solid-state laser basearre op OPO noch altyd de bêste kar foar laser skea oan CCD / COMS.Syn hege atmosfearyske penetraasje prestaasjes en hege peak macht koarte puls laser De ljocht spot dekking en single puls effektive skaaimerken binne fanselssprekkend foar de sêfte killing macht fan de lange-ôfstân opto-elektroanyske systeem útrist mei koarte-wave ynfraread kamera's.
2 .Konklúzje
Koarte-wave ynfraread lasers mei golflingten tusken 1.1 μm en 1.7 μm hawwe hege atmosfearyske transmittance en sterke mooglikheid om troch te dringen haze, rein, snie, reek, sân en stof.It is ûnsichtber foar tradisjonele nachtfisyapparatuer mei leech ljocht.De laser yn 'e 1,4 μm oant 1,6 μm-band is feilich foar it minsklik each, en hat ûnderskiedende skaaimerken lykas in folwoeksen detektor mei in peak-antwurdgolflingte yn dit berik, en is in wichtige ûntwikkelingsrjochting wurden foar laser militêre tapassingen.
Dit papier analysearret de technyske skaaimerken en status quo fan fjouwer typyske koarte-wave ynfraread lasers, ynklusyf fosfor semiconductor lasers, Er-doped fiber lasers, Er-doped solid-state lasers, en OPO-basearre solid-state lasers, en gearfettet it gebrûk fan dizze koarte-wave ynfraread lasers yn photoelectric aktive ferkenning.Typyske tapassingen yn anty-ferkenning.
1) Trochrinnende en lege peak macht hege werhelling frekwinsje fosfor semiconductor lasers en Er-doped fiber lasers wurde benammen brûkt foar auxiliaire ferljochting foar lange-ôfstân stealth tafersjoch en rjochte op 'e nacht en ûnderdrukking fan ynterferinsje oan fijân koarte-wave ynfraread kamera's.High-repetysje koarte-puls phosphor semiconductor lasers en Er-doped fiber lasers binne ek ideale ljocht boarnen foar multi-puls systeem each feiligens fariearjend, laser skennen imaging radar en each feilichheid laser rangefinder ôfstân bedroch ynterferinsje.
2) OPO-basearre solid-state lasers mei in lege werhellingsfrekwinsje, mar mei in pykkrêft fan megawatt of sels tsien megawatt kinne in soad brûkt wurde yn flash imaging radar, lange-ôfstân laser gating observaasje nachts, koarte-wave ynfraread laser skea en tradisjonele modus remote minsklike eagen Safety laser fariearjend.
3) De miniatuer Er glêzen laser is ien fan de rapst groeiende rjochtingen fan koarte-wave ynfraread lasers yn de ôfrûne jierren.De hjoeddeistige krêft- en werhellingsfrekwinsjenivo's kinne brûkt wurde yn miniatuer eachfeiligenslaser-ôfstânmeters.Nei ferrin fan tiid, as de pykkrêft it megawatt-nivo berikt, kin it brûkt wurde foar flash-ôfbyldingsradar, observaasje fan lasergating, en laserskea oan koarte-wave ynfrareadkamera's.
4) De diode-pompte Er: YAG-laser dy't it laser-warskôgingsapparaat ferberget is de mainstream-ûntwikkelingsrjochting fan hege krêftige koarte-wave ynfrareadlasers.It hat grutte tapassing potinsjeel yn flash lidar, lange-ôfstân laser gating observaasje nachts, en laser skea.
Yn de ôfrûne jierren, as wapen systemen hawwe hegere en hegere easken foar de yntegraasje fan opto-elektronyske systemen, de lytse en lichtgewicht laser apparatuer is wurden in ûnûntkombere trend yn de ûntwikkeling fan laser apparatuer.Semiconductor lasers, fiber lasers en miniatuer lasers mei lytse grutte, licht gewicht en lege macht konsumpsje Er glêzen lasers binne wurden de mainstream rjochting fan de ûntwikkeling fan koarte-wave ynfraread lasers.Benammen fiber lasers mei goede beam kwaliteit hawwe grutte tapassing potinsjeel yn nachtlike helpferliening, stealth tafersjoch en rjochte, skennen imaging lidar, en laser ûnderdrukking ynterferinsje.Lykwols, de macht / enerzjy fan dizze trije soarten fan lytse en lichtgewicht lasers oer it algemien leech, en kin allinnich brûkt wurde foar guon koarte-range ferkenning applikaasjes, en kin net foldwaan oan it ferlet fan lange-ôfstân ferkenning en counter ferkenning.Dêrom is it fokus fan ûntwikkeling om de laserkrêft / enerzjy te ferheegjen.
OPO-basearre solid-state lasers hawwe goede beam kwaliteit en hege pyk macht, en harren foardielen yn lange-ôfstân gated observaasje, flash imaging radar en laser skea binne noch hiel dúdlik, en de laser útfier enerzjy en laser werhelling frekwinsje moatte wurde fierder ferhege .Foar diode-pompt Er: YAG lasers, as de puls enerzjy wurdt ferhege wylst de puls breedte wurdt fierder komprimearre, it sil wurden it bêste alternatyf foar OPO solid-state lasers.It hat foardielen yn gated observaasje op lange ôfstân, flash imaging radar, en laser skea.Geweldich applikaasjepotinsjeel.
Mear produktynformaasje, jo kinne komme om ús webside te besykjen:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-post:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Fax: +86-2887897578
Taheakje: No.23, Chaoyang road, Xihe strjitte, Longquanyi distrcit, Chengdu, 610107, Sina.
Update Tiid: Mar-02-2022
