Богино долгионы хэт улаан туяаны лазер үүсгэх механизмын дагуу хагас дамжуулагч лазер, шилэн лазер, хатуу төлөвт лазер гэсэн гурван төрлийн богино долгионы хэт улаан туяаны лазер байдаг.Тэдгээрийн дотроос хатуу төлөвт лазерыг оптик шугаман бус долгионы уртын хувиргалт дээр суурилсан хатуу төлөвт лазер болон лазерын ажлын материалаас богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг шууд үүсгэдэг хатуу төлөвт лазер гэж хувааж болно.
Хагас дамжуулагч лазер нь хагас дамжуулагч материалыг лазерын ажлын материал болгон ашигладаг бөгөөд гаралтын лазерын долгионы уртыг хагас дамжуулагч материалын зурвасын зөрүүгээр тодорхойлно.Материалын шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр хагас дамжуулагч материалын энергийн зурвасыг эрчим хүчний зурвасын инженерчлэлээр дамжуулан илүү өргөн хүрээний лазер долгионы уртад тохируулах боломжтой.Тиймээс хагас дамжуулагч лазерын тусламжтайгаар богино долгионы хэт улаан туяаны лазер долгионы уртыг олж авах боломжтой.
Богино долгионы хэт улаан туяаны хагас дамжуулагч лазерын ердийн лазерын ажлын материал бол фосфорын материал юм.Жишээлбэл, 95 μм нүхний хэмжээтэй индий фосфидын хагас дамжуулагч лазер нь 1.55 μм ба 1.625 μм долгионы урттай, хүч нь 1.5 Вт хүрсэн байна.
Шилэн лазер нь лазерын орчин, хагас дамжуулагч лазерыг насосны эх үүсвэр болгон газрын ховор хольцтой шилэн эслэгийг ашигладаг.Энэ нь бага босго, өндөр хувиргах үр ашиг, сайн гаралтын цацрагийн чанар, энгийн бүтэц, өндөр найдвартай байдал зэрэг маш сайн шинж чанартай.Энэ нь мөн лазер резонаторт сараалж гэх мэт сонгомол оптик элементүүдийг нэмж тохируулж болохуйц шилэн лазер үүсгэхийн тулд газрын ховор ионы цацрагийн өргөн хүрээний давуу талыг ашиглах боломжтой.Шилэн лазер нь лазер технологийг хөгжүүлэх чухал чиглэл болсон.
1. Хатуу төлөвт лазер
Богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг шууд үүсгэж чаддаг хатуу төлөвт лазерын олз медиа нь голчлон Er: YAG талст ба керамик, мөн Эр-дэвшүүлсэн шил юм.Er:YAG болор болон керамик дээр суурилсан хатуу төлөвт лазер нь 1.645μm богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг шууд гаргаж чаддаг бөгөөд энэ нь сүүлийн жилүүдэд богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын судалгаанд халуун цэг болсон [3-5].Одоогийн байдлаар цахилгаан оптик эсвэл акусто-оптик Q шилжүүлэгчийг ашигладаг Er: YAG лазерын импульсийн энерги нь хэдэн арван мЖ, импульсийн өргөн нь хэдэн арван нс, давталтын давтамж нь араваас мянган Гц хүрч байна.Хэрэв насосны эх үүсвэр болгон 1.532 мкм-ийн хагас дамжуулагч лазерыг ашиглавал лазерын идэвхтэй хайгуул, лазерын эсрэг арга хэмжээ, ялангуяа лазерын дохиоллын төхөөрөмжид үл үзэгдэх нөлөө үзүүлэх чиглэлээр ихээхэн давуу талтай болно.
Эр шилэн лазер нь авсаархан бүтэцтэй, хямд өртөгтэй, хөнгөн жинтэй бөгөөд Q-switched үйл ажиллагааг хэрэгжүүлэх боломжтой.Энэ бол богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг идэвхтэй илрүүлэх гэрлийн эх үүсвэр юм.Гэсэн хэдий ч Эр шилэн материалын дөрвөн дутагдалтай байдлаас шалтгаалан: Нэгдүгээрт, шингээлтийн спектрийн төв долгионы урт нь 940 нм буюу 976 нм бөгөөд энэ нь чийдэнг шахахад хэцүү болгодог;Хоёрдугаарт, Эр шилэн материалыг бэлтгэх нь хэцүү бөгөөд том хэмжээтэй хийхэд хялбар биш юм;Гуравдугаарт, Эр шил Материал нь дулааны шинж чанар муутай бөгөөд тасралтгүй ажиллахаас гадна удаан хугацааны туршид давтагдах давтамжтай ажиллахад хялбар биш юм;Дөрөвдүгээрт, тохирох Q-сэлгэн залгах материал байхгүй.Эр шилэнд суурилсан богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын судалгаа үргэлж хүмүүсийн анхаарлыг татсаар ирсэн ч дээрх дөрвөн шалтгааны улмаас ямар ч бүтээгдэхүүн гараагүй байна.1990 он хүртэл 940 нм ба 980 нм долгионы урттай хагас дамжуулагч лазер баар үүсч, Co2+:MgAl2O4 (кобальт агуулсан магнийн алюминат) зэрэг ханасан шингээх материалууд гарч ирснээр шахуургын эх үүсвэр болон Q-ийн гол саатал үүссэн. эвдэрсэн байсан.Шилэн лазерын судалгаа эрчимтэй хөгжиж байна.Ялангуяа сүүлийн жилүүдэд манай улсын хагас дамжуулагч насосны эх үүсвэр, Эр шил, резонансын хөндийг нэгтгэсэн бяцхан Эр шилэн лазер модуль нь 10 гр-аас ихгүй жинтэй, 50 кВт-ын оргил эрчим хүчний модулиудын жижиг багц үйлдвэрлэх хүчин чадалтай.Гэсэн хэдий ч Er шилэн материалын дулааны үзүүлэлт муу тул лазер модулийн давталтын давтамж харьцангуй бага хэвээр байна.50 кВт-ын модулийн лазерын давтамж нь ердөө 5 Гц, 20 кВт-ын модулийн лазерын хамгийн их давтамж нь 10 Гц бөгөөд үүнийг зөвхөн бага давтамжийн хэрэглээнд ашиглах боломжтой.
Nd:YAG импульсийн лазерын 1.064 μм лазер гаралт нь мегаватт хүртэл хүч чадалтай.Ийм хүчтэй когерент гэрэл зарим тусгай материалаар дамжин өнгөрөхөд түүний фотонууд материалын молекулууд дээр уян хатан бус тархдаг, өөрөөр хэлбэл фотонууд шингэж харьцангуй бага давтамжийн фотонуудыг үүсгэдэг.Энэ давтамж хувиргах үр дүнд хүрэх хоёр төрлийн бодис байдаг: нэг нь шугаман бус талстууд, тухайлбал KTP, LiNbO3 гэх мэт;нөгөө нь H2 зэрэг өндөр даралтын хий юм.Оптик параметрийн осциллятор (OPO) үүсгэхийн тулд тэдгээрийг оптик резонансын хөндийд байрлуулна.
Өндөр даралтын хий дээр суурилсан OPO нь ихэвчлэн өдөөгдсөн Раман тараагч гэрлийн параметрийн осцилляторыг хэлдэг.Насосны гэрлийг хэсэгчлэн шингээж, бага давтамжийн гэрлийн долгион үүсгэдэг.Гүйцсэн Раман лазер нь 1.54 μм богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг авахын тулд 1.064 μм лазер ашиглан өндөр даралттай H2 хий шахдаг.
ЗУРАГ 1
Богино долгионы хэт улаан туяаны GV системийн ердийн хэрэглээ бол шөнийн алсын зайн дүрслэл юм.Лазер гэрэлтүүлэгч нь өндөр оргил чадалтай богино долгионы хэт улаан туяаны лазер байх ёстой бөгөөд түүний давталтын давтамж нь strobed камерын хүрээний давтамжтай тохирч байх ёстой.Дотоод болон гадаадад байгаа богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын өнөөгийн байдлын дагуу диодоор шахдаг Er: YAG лазер болон OPO-д суурилсан 1.57 мкм хатуу төлөвт лазерууд нь хамгийн сайн сонголт юм.Бяцхан Эр шилэн лазерын давталтын давтамж болон оргил хүчийг сайжруулах шаардлагатай хэвээр байна.3.Богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг фотоэлектрик эсрэг тагнуулын ажилд ашиглах
Богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын эсрэг тагнуулын мөн чанар нь богино долгионы хэт улаан туяаны зурваст ажиллаж буй дайсны оптоэлектроник тагнуулын төхөөрөмжийг богино долгионы хэт улаан туяаны лазер туяагаар цацруулж, буруу мэдээлэл олж авах, эсвэл хэвийн ажиллахгүй байх, бүр ажиллахгүй байх явдал юм. илрүүлэгч гэмтсэн.Богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын эсрэг тагнуулын хоёр ердийн арга байдаг, тухайлбал хүний нүдэнд аюулгүй лазерын зай хэмжигчийг хууран мэхлэх, богино долгионы хэт улаан туяаны камерт гэмтэл учруулах.
1.1 Хүний нүдний аюулгүй байдлын лазерын зай хэмжигчийг зайнаас хуурах хөндлөнгийн оролцоо
Импульсийн лазерын зай хэмжигч нь зорилтот болон бай хоорондын зайг хөөргөх цэг ба байны хооронд нааш цааш явах лазер импульсийн хугацааны интервалаар хөрвүүлдэг.Хэрэв алсын зай хэмжигч нь байны туссан цуурай дохио хөөргөх цэгт хүрэхээс өмнө бусад лазер импульсийг хүлээн авбал цаг хугацаа зогсох бөгөөд хөрвүүлсэн зай нь байны бодит зай биш, харин байны бодит зайнаас бага байна.Алсын зай хэмжигчийг хууран мэхлэх зорилгод хүрдэг худал зай.Нүдэнд аюулгүй лазерын зай хэмжигчүүдийн хувьд ижил долгионы урттай богино долгионы хэт улаан туяаны импульсийн лазерыг зайны хууран мэхлэлтийн интерференцийг хэрэгжүүлэхэд ашиглаж болно.
Алсын зай хэмжигчийг залилан мэхлэх интерференцийг хэрэгжүүлдэг лазер нь байны лазерын сарнисан тусгалыг дуурайдаг тул лазерын оргилын хүч маш бага боловч дараах хоёр нөхцлийг хангасан байх ёстой.
1) Лазер долгионы урт нь хөндлөнгийн зай хэмжигчний ажлын долгионы урттай ижил байх ёстой.Холболтын детекторын өмнө хөндлөнгийн шүүлтүүр суурилуулсан бөгөөд зурвасын өргөн нь маш нарийн байдаг.Ажлын долгионы уртаас өөр долгионы урттай лазерууд детекторын гэрэл мэдрэмтгий гадаргууд хүрч чадахгүй.Ижил долгионы урттай 1.54 μм ба 1.57 μм лазер ч бие биедээ саад болохгүй.
2) Лазерын давталтын давтамж хангалттай өндөр байх ёстой.Алсын зай хэмжигч нь зөвхөн хүрээг хэмжих үед гэрэл мэдрэмтгий гадаргууд хүрэх лазерын дохионд хариу үйлдэл үзүүлдэг.Үр дүнтэй интерференцийг бий болгохын тулд интерференцийн импульс нь дор хаяж 2-3 импульсийн хүрээ хэмжигч долгионы хаалга руу шахагдах ёстой.Одоогийн байдлаар хүрч болох хүрээний хаалга нь μs дараалалтай тул хөндлөнгийн лазер нь давталтын өндөр давтамжтай байх ёстой.3 км-ийн зорилтот зайг жишээ болгон авч үзвэл лазер нэг удаа нааш цааш явахад шаардагдах хугацаа 20 мкс байна.Хэрэв дор хаяж 2 импульс оруулсан бол лазерын давталтын давтамж 50 кГц хүрэх ёстой.Хэрэв лазерын зай хэмжигч хамгийн бага зай нь 300 м бол саатуулагчийн давталтын давтамж 500 кГц-ээс бага байж болохгүй.Ийм өндөр давталтын хурдыг зөвхөн хагас дамжуулагч лазер ба шилэн лазер л гаргаж чадна.
1.2 Богино долгионы хэт улаан туяаны камерын хөндлөнгийн оролцоо, гэмтлийг дарах
Богино долгионы хэт улаан туяаны дүрслэлийн системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох богино долгионы хэт улаан туяаны камер нь InGaAs фокусын хавтгай детекторын хариу үйлдэл үзүүлэх оптик хүчний хязгаарлагдмал динамик хүрээтэй байдаг.Хэрэв ослын оптик хүч нь динамик хүрээний дээд хязгаараас хэтэрвэл ханасан байдал үүсч, детектор хэвийн дүрслэл хийх боломжгүй болно.Илүү их хүч Лазер нь детекторт байнгын гэмтэл учруулах болно.
Тасралтгүй ба бага оргил хүчин чадалтай хагас дамжуулагч лазер болон давталтын өндөр давтамжтай шилэн лазерууд нь хэт улаан туяаны камерын интерференцийг таслан зогсооход тохиромжтой.Богино долгионы хэт улаан туяаны камерыг лазераар тасралтгүй цацруулж байх.Оптик линзний томруулсан конденсацийн нөлөөгөөр InGaAs фокусын хавтгай дээрх лазерын сарнисан цэгийн хүрэх хэсэг нь маш их ханасан тул хэвийн дүрсийг авах боломжгүй юм.Лазерын цацрагийг хэсэг хугацаанд зогсоосны дараа л дүрсний гүйцэтгэл аажмаар хэвийн байдалдаа орно.
Үзэгдэх болон ойрын хэт улаан туяаны зурваст лазерын идэвхтэй эсрэг арга хэмжээ авах олон жилийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн үр дүнгээс үзэхэд зөвхөн мегаватт ба түүнээс дээш хүчин чадалтай богино импульсийн лазерууд ТВ-д эргэлт буцалтгүй гэмтэл учруулдаг. километрийн зайд байрлах камерууд.хохирол.Гэмтлийн үр дүнд хүрч чадах эсэхээс үл хамааран лазерын хамгийн их хүч нь гол зүйл юм.Оргил хүч нь детекторын эвдрэлийн босго хэмжээнээс өндөр байвал нэг импульс детекторыг гэмтээж болно.Лазерын дизайны хүндрэл, дулаан ялгаруулалт, эрчим хүчний хэрэглээний үүднээс авч үзвэл лазерын давталтын давтамж нь камерын фрэймийн давтамж эсвэл түүнээс дээш байх албагүй бөгөөд 10 Гц-ээс 20 Гц хүртэл бодит байлдааны хэрэглээг хангаж чадна.Мэдээжийн хэрэг, богино долгионы хэт улаан туяаны камер нь үл хамаарах зүйл биш юм.
InGaAs фокусын хавтгай детекторууд нь InGaAs/InP электрон шилжилтийн фотокатодууд дээр суурилсан электрон бөмбөгдөлттэй CCD-ууд ба хожим хөгжүүлсэн CMOS-уудыг агуулдаг.Тэдний ханасан байдал, эвдрэлийн босго нь Si-д суурилсан CCD/CMOS-той ижил дарааллаар байгаа боловч InGaAs/InP-д суурилсан илрүүлэгч хараахан олдоогүй байна.CCD/COMS-ийн ханалт ба гэмтлийн босго өгөгдөл.
Дотоод болон гадаадад байгаа богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын өнөөгийн байдлын дагуу OPO дээр суурилсан 1.57 мкм давтагдах давтамжийн хатуу төлөвт лазер нь CCD/COMS-д лазер гэмтэл учруулах хамгийн сайн сонголт хэвээр байна.Түүний агаар мандлын өндөр нэвтрэлтийн гүйцэтгэл, өндөр оргил хүчин чадалтай богино импульсийн лазер Гэрлийн спот хамрах хүрээ, нэг импульсийн үр дүнтэй шинж чанарууд нь богино долгионы хэт улаан туяаны камераар тоноглогдсон холын зайн оптоэлектроник системийн зөөлөн алах хүчин чадал нь илэрхий юм.
2 .Дүгнэлт
Богино долгионы хэт улаан туяаны лазер нь 1,1 μм-ээс 1,7 μм хүртэлх долгионы урттай, агаар мандлын өндөр дамжуулалттай, манан, бороо, цас, утаа, элс, тоос шороог нэвтлэх хүчтэй чадвартай.Энэ нь уламжлалт гэрэл багатай шөнийн харааны төхөөрөмжид үл үзэгдэх юм.1.4 μm-ээс 1.6 μm-ийн зурвасын лазер нь хүний нүдэнд аюулгүй бөгөөд энэ мужид хамгийн их хариу үйлдэл үзүүлэх долгионы урттай боловсорч гүйцсэн детектор зэрэг өвөрмөц онцлогтой бөгөөд лазерын цэргийн хэрэглээний хөгжлийн чухал чиглэл болсон.
Энэхүү баримт бичигт фосфорын хагас дамжуулагч лазер, Эр хольцтой шилэн лазер, Эр хольцтой хатуу биет лазер, OPO-д суурилсан хатуу төлөвт лазер зэрэг дөрвөн ердийн богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын техникийн шинж чанар, төлөв байдалд дүн шинжилгээ хийж, ашиглалтыг нэгтгэн харуулав. эдгээр богино долгионы хэт улаан туяаны лазеруудын фотоэлектрик идэвхтэй хайгуулын .Тагнуулын эсрэг ердийн хэрэглээ.
1) Тасралтгүй ба бага оргил хүчин чадалтай өндөр давталтын давтамжтай фосфорын хагас дамжуулагч лазер болон Эр-дэвчилттэй шилэн лазерыг голчлон холын зайн үл үзэгдэх ажиглалт, шөнийн цагаар онилуулж, дайсны богино долгионы хэт улаан туяаны камерын хөндлөнгийн оролцоог таслан зогсооход туслах гэрэлтүүлэгт ашигладаг.Өндөр давталттай богино импульсийн фосфорын хагас дамжуулагч лазер болон Эр-дэвшүүлсэн шилэн лазерууд нь олон импульсийн системийн нүдний аюулгүй байдлын хүрээ, лазер сканнерын дүрслэлийн радар, нүдний аюулгүй байдлын лазерын зай хэмжигчийг хууран мэхлэх интерференцэд хамгийн тохиромжтой гэрлийн эх үүсвэр юм.
2) OPO-д суурилсан хатуу төлөвт лазерыг давталтын хурд багатай боловч мегаватт эсвэл бүр арван мегаваттын оргил хүчин чадалтай лазерыг флэш дүрслэлийн радар, алсын зайн лазер хаалтанд шөнийн цагаар ажиглалт хийх, богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын гэмтэл болон уламжлалт горим алсын хүний нүд Аюулгүй байдлын лазер хүрээ.
3) Бяцхан Эр шилэн лазер нь сүүлийн жилүүдэд богино долгионы хэт улаан туяаны лазерын хамгийн хурдацтай хөгжиж буй чиглэлүүдийн нэг юм.Одоогийн хүч болон давталтын давтамжийн түвшинг нүдний аюулгүй байдлын бяцхан лазер зай хэмжигчдэд ашиглаж болно.Цаг хугацаа өнгөрөхөд эрчим хүчний оргил мегаваттын түвшинд хүрмэгц үүнийг флэш дүрсний радар, лазер хаалт ажиглалт, богино долгионы хэт улаан туяаны камерыг лазераар гэмтээх зэрэгт ашиглаж болно.
4) Лазер анхааруулах төхөөрөмжийг нуудаг диодоор шахдаг Er:YAG лазер нь өндөр хүчин чадалтай богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг хөгжүүлэх үндсэн чиглэл юм.Энэ нь флаш лидар, шөнийн цагаар холын зайн лазер хаалт ажиглалт, лазерын гэмтэл зэрэгт хэрэглэх боломжтой.
Сүүлийн жилүүдэд зэвсгийн системүүд оптоэлектроник системийг нэгтгэхэд илүү өндөр шаардлага тавьж байгаа тул жижиг, хөнгөн жинтэй лазер төхөөрөмж нь лазерын тоног төхөөрөмжийн хөгжлийн зайлшгүй чиг хандлага болж байна.Хагас дамжуулагч лазер, шилэн лазер, жижиг хэмжээтэй, хөнгөн жинтэй, бага эрчим хүч зарцуулдаг жижиг лазер Эр шилэн лазер нь богино долгионы хэт улаан туяаны лазерыг хөгжүүлэх үндсэн чиглэл болжээ.Ялангуяа сайн цацрагийн чанар бүхий шилэн лазерууд нь шөнийн цагаар туслах гэрэлтүүлэг, үл үзэгдэх тандалт, онилгоо, сканнерийн дүрслэл, лазер дарах интерференц зэрэгт хэрэглэх боломжтой.Гэсэн хэдий ч эдгээр гурван төрлийн жижиг, хөнгөн жинтэй лазерын хүч/эрчим хүч нь ерөнхийдөө бага бөгөөд зөвхөн ойрын зайн тагнуулын зарим хэрэглээнд ашиглах боломжтой бөгөөд алсын зайн тагнуул, сөрөг тагнуулын хэрэгцээг хангаж чадахгүй.Тиймээс хөгжлийн гол зорилго нь лазерын хүч / энергийг нэмэгдүүлэх явдал юм.
OPO-д суурилсан хатуу төлөвт лазерууд нь сайн цацрагийн чанар, өндөр оргил хүчин чадалтай бөгөөд холын зайн ажиглалт, флаш дүрслэлийн радар, лазерын гэмтэл зэрэг давуу тал нь маш тодорхой хэвээр байгаа бөгөөд лазерын гаралтын энерги болон лазерын давталтын давтамжийг цаашид нэмэгдүүлэх шаардлагатай. .Диодоор шахдаг Er:YAG лазерын хувьд импульсийн өргөнийг шахаж байхад импульсийн энергийг нэмэгдүүлбэл энэ нь OPO хатуу төлөвт лазерын хамгийн сайн хувилбар болох болно.Энэ нь холын зайн хаалттай ажиглалт, флаш дүрслэлийн радар, лазерын гэмтэл зэрэг давуу талтай.Хэрэглээний агуу боломж.
Бүтээгдэхүүний дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл манай вэб сайтаар зочлох боломжтой:
https://www.erbiumtechnology.com/
И-мэйл:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Факс: +86-2887897578
Нэмэх: №23, Чаоян зам, Шихэ гудамж, Лонгкуаньи дүүрэг, Ченду, 610107, Хятад.
Шинэчлэх цаг: 2022 оны 3-р сарын 02
