У галузях лазерного локаційного вимірювання, цілевказання та LiDAR, лазерні передавачі Er:Glass стали широко використовуваними твердотільними лазерами середнього інфрачервоного діапазону завдяки їхній чудовій безпеці для очей та компактній конструкції. Серед їхніх параметрів продуктивності енергія імпульсу відіграє вирішальну роль у визначенні здатності виявлення, охоплення дальності та загальної чутливості системи. У цій статті пропонується поглиблений аналіз енергії імпульсу лазерних передавачів Er:Glass.
1. Що таке імпульсна енергія?
Енергія імпульсу – це кількість енергії, що випромінюється лазером у кожному імпульсі, зазвичай вимірюється в міліджоулях (мДж). Вона є добутком пікової потужності та тривалості імпульсу: E = Pпік×τДе: E – енергія імпульсу, Pпік – пікова потужність,τ – ширина імпульсу.
Для типових Er:Glass лазерів, що працюють на 1535 нм—довжина хвилі в безпечному для зору діапазоні класу 1—високої енергії імпульсів можна досягти, зберігаючи при цьому безпеку, що робить їх особливо придатними для портативних застосувань та застосування на відкритому повітрі.
2. Діапазон енергії імпульсу Er:Glass лазерів
Залежно від конструкції, методу накачування та цільового застосування, комерційні лазерні передавачі на основі Er:Glass пропонують енергію одного імпульсу в діапазоні від десятків мікроджоулів (μДж) до кількох десятків міліджоулів (мДж).
Зазвичай, лазерні передавачі на основі ербону:скляного скловолокна, що використовуються в мініатюрних модулях локації, мають діапазон енергії імпульсів від 0,1 до 1 мДж. Для цілеуказівників великої дальності зазвичай потрібно від 5 до 20 мДж, тоді як військові або промислові системи можуть перевищувати 30 мДж, часто використовуючи двострижневі або багатокаскадні підсилювальні структури для досягнення вищої вихідної потужності.
Вища енергія імпульсу зазвичай призводить до кращої продуктивності виявлення, особливо в складних умовах, таких як слабкі зворотні сигнали або перешкоди навколишнього середовища на великих відстанях.
3. Фактори, що впливають на енергію імпульсу
①Продуктивність джерела насоса
Лазери на ербієнієвому склі зазвичай накачуються лазерними діодами (ЛД) або лампами-спалахами. ЛД пропонують вищу ефективність і компактність, але вимагають точного керування тепловими та керуючими схемами.
②Концентрація допінгу та довжина стрижня
Різні матеріали-господарі, такі як Er:YSGG або Er:Yb:Glass, відрізняються рівнем легування та довжиною коефіцієнта посилення, що безпосередньо впливає на ємність накопичення енергії.
③Технологія Q-Switching
Пасивна модуляція добротності (наприклад, з кристалами Cr:YAG) спрощує структуру, але пропонує обмежену точність керування. Активна модуляція добротності (наприклад, з елементами Поккельса) забезпечує вищу стабільність та контроль енергії.
④Термічний менеджмент
При високих енергіях імпульсів ефективне відведення тепла від лазерного стрижня та конструкції пристрою є важливим для забезпечення стабільності та довговічності вихідного випромінювання.
4. Відповідність енергії імпульсів сценаріям застосування
Вибір правильного лазерного передавача на основі ербону:скла значною мірою залежить від цільового застосування. Нижче наведено деякі поширені випадки використання та відповідні рекомендації щодо енергії імпульсу:
①Ручні лазерні далекоміри
Особливості: компактні, низьке енергоспоживання, високочастотні короткодіапазонні вимірювання
Рекомендована енергія імпульсу: 0,5–1 мДж
②Дальність БПЛА / Уникнення перешкод
Особливості: середня та дальня дальність, швидка реакція, легка вага
Рекомендована енергія імпульсу: 1–5 мДж
③Військові цілепоказники
Особливості: висока проникність, сильний захист від перешкод, наведення на великі відстані
Рекомендована енергія імпульсу: 10–30 мДж
④Системи LiDAR
Функції: висока частота повторення, сканування або генерація хмар точок
Рекомендована енергія імпульсу: 0,1–10 мДж
5. Майбутні тенденції: висока енергоємність та компактна упаковка
Зі постійним розвитком технології легування скла, конструкцій накачування та термоматеріалів, лазерні передавачі на основі ербієну:скла розвиваються в напрямку поєднання високої енергії, високої частоти повторення та мініатюризації. Наприклад, системи, що інтегрують багатоступеневе посилення з активною модуляцією добротності, тепер можуть видавати понад 30 мДж на імпульс, зберігаючи при цьому компактний форм-фактор.—ідеально підходить для вимірювань на великі відстані та високонадійних оборонних застосувань.
6. Висновок
Енергія імпульсу є ключовим показником продуктивності для оцінки та вибору лазерних передавачів з ербонієвого скла (Er:Glass) на основі вимог застосування. Оскільки лазерні технології продовжують розвиватися, користувачі можуть досягати вищої вихідної енергії та більшої дальності дії в менших, енергоефективніших пристроях. Для систем, що вимагають роботи на великих відстанях, безпеки для очей та надійності експлуатації, розуміння та вибір правильного діапазону енергії імпульсу має вирішальне значення для максимізації ефективності та цінності системи.
Якщо ви'Шукаєте високопродуктивні лазерні передавачі на основі ергостерину: скла? Звертайтеся до нас. Ми пропонуємо різноманітні моделі з енергією імпульсів від 0,1 мДж до понад 30 мДж, що підходять для широкого спектру застосувань у лазерному локаторі, LiDAR та цілевказанні.
Час публікації: 28 липня 2025 р.