В области лазерного диапазона, назначения цели и LiDAR лазерные передатчики Er:Glass стали широко используемыми средне-инфракрасными твердотельными лазерами из-за их отличной безопасности глаз и компактной конструкции. Среди их параметров производительности импульсная энергия играет решающую роль в определении способности обнаружения, охвата диапазоном и общей реактивности системы. В этой статье предлагается углубленный анализ импульсной энергии лазерных передатчиков Er:Glass.

1. Что такое импульсная энергия?

Энергия импульса относится к количеству энергии, излучаемой лазером в каждом импульсе, обычно измеряемой в миллиджульах (мДж). Это продукт пиковой мощности и длительности импульса: E = Ppeak×τ. Где: E - энергия импульса, Ppeak - пиковая мощность, τ - ширина импульса.

Для типичных Er:Glass лазеров, работающих на 1535 нм (длина волны в диапазоне, безопасном для глаз, класса 1), высокая импульсная энергия может быть достигнута при сохранении безопасности, что делает их особенно подходящими для портативных и наружных приложений.

2. Диапазон энергии импульса Er: стеклянные лазеры

В зависимости от конструкции, метода насоса и предполагаемого применения, коммерческие лазерные передатчики Er:Glass предлагают одноимпульсную энергию в диапазоне от десятков микроджуль (μJ) до нескольких десятков миллиджуль (mJ).

Как правило, лазерные передатчики Er:Glass, используемые в миниатюрных модулях диапазона, имеют диапазон импульсной энергии от 0,1 до 1 мДж. Для целевых обозначений дальнего расстояния обычно требуется от 5 до 20 мДж, в то время как системы военного или промышленного класса могут превышать 30 мДж, часто используя двухступенчатые или многоступенчатые структуры усиления для достижения более высокой мощности.

Более высокая энергия импульса обычно приводит к лучшей производительности обнаружения, особенно в сложных условиях, таких как слабые возвращающиеся сигналы или помехи окружающей среды на большие расстояния.

3. Факторы, влияющие на энергию импульса

①  Производительность источника насоса

Er: Стеклянные лазеры обычно насосятся лазерными диодами (LD) или лампами. LD предлагают более высокую эффективность и компактность, но требуют точного управления тепловой и приводной цепью.

②  Концентрация допинга и длина прутника

Различные хозяйственные материалы, такие как Er:YSGG или Er:Yb:Glass, различаются по уровням допинга и длине увеличения, непосредственно влияя на емкость хранения энергии.

③  Технология Q-Switching

Пассивное Q-переключение (например, с кристаллами Cr:YAG) упрощает структуру, но предлагает ограниченную точность управления. Активное Q-переключение (например, с клетками Pockels) обеспечивает более высокую стабильность и контроль энергии.

④  Термическое управление

При высоких импульсных энергиях эффективное рассеивание тепла от лазерного прутника и структуры устройства имеет важное значение для обеспечения стабильности выхода и долговечности.

4. Соответствующая энергия импульса для сценариев применения

Выбор правильного лазерного передатчика Er:Glass в значительной степени зависит от предполагаемого применения. Ниже приводятся некоторые распространенные случаи использования и соответствующие рекомендации по импульсной энергии:

①  Ручные лазерные дальномеры

Особенности: компактные, маломощные, высокочастотные измерения короткого диапазона

Рекомендуемая энергия импульса: 0,5-1 мДж

②  БПЛА Расстояние / Избежание препятствий

Особенности: средний и длинный диапазон, быстрый ответ, легкий вес

Рекомендуемая энергия импульса: 1-5 мДж

③  Определители военных целей

Особенности: высокое проникновение, сильное противовмешательство, далекое направление удара

Рекомендуемая импульсная энергия: 10-30 мДж

④  системы LiDAR

Особенности: высокая частота повторения, сканирование или генерация облака точек

Рекомендуемая энергия импульса: 0,1-10 мДж

5. Будущие тенденции: высокая энергетика и компактная упаковка

С постоянным прогрессом в технологии стеклянного допинга, конструкциях насосов и тепловых материалах лазерные передатчики Er: Glass развиваются в сочетании высокой энергии, высокой скорости повторения и миниатюризации. Например, системы, интегрирующие многоступенчатое усиление с активно Q-переключенными конструкциями, теперь могут обеспечивать более 30 мДж на импульс, сохраняя при этом компактный форм-фактор, идеальный для дальних измерений и высоконадежных оборонных приложений.

6. Вывод

Энергия импульса является ключевым показателем производительности для оценки и выбора лазерных передатчиков Er:Glass на основе требований приложения. По мере того как лазерные технологии продолжают развиваться, пользователи могут достичь более высокой производительности энергии и большего диапазона в меньших, более энергоэффективных устройствах. Для систем, требующих дальней производительности, безопасности глаз и надежности эксплуатации, понимание и выбор правильного диапазона импульсной энергии имеет решающее значение для максимизации эффективности и ценности системы.

Если вы ищете высокопроизводительные лазерные передатчики Er: Glass, не стесняйтесь связаться с нами. Мы предлагаем различные модели с спецификациями импульсной энергии от 0,1 мДж до более 30 мДж, подходящие для широкого спектра применений в лазерном диапазоне, LiDAR и назначении цели.