Geméiss dem verschiddenen Generatiounsmechanismus vu Kuerzwellen-Infrarout-Laser ginn et dräi Aarte vu Kuerzwell-Infrarout-Laser, nämlech Hallefleit-Laser, Glasfaser-Laser a Solid-State Laser.Ënnert hinnen kënnen Solid-State Laser a Solid-State Laser opgedeelt ginn op Basis vun opteschen netlinearer Wellelängt Konversioun a Solid-State Laser déi direkt Kuerzwellen Infrarout Laser aus Laseraarbechtsmaterial generéieren.
Semiconductor Laser benotzen Hallefleitmaterialien als Laseraarbechtsmaterialien, an d'Ausgangslaserwellelängt gëtt vun der Bandspalt vun den Hallefleitmaterialien bestëmmt.Mat der Entwécklung vun der Materialwëssenschaft kënnen d'Energiebänner vun Hallefleitmaterialien op eng méi breet Palette vu Laserwellelängten duerch Energiebandtechnik ugepasst ginn.Dofir kënne verschidde Kuerzwellen Infrarout-Laserwellelängte mat Hallefleitlaser kritt ginn.
Déi typesch Laseraarbechtsmaterial vu Kuerzwellen-Infrarout-Halbleiterlaser ass Phosphormaterial.Zum Beispill, en Indiumphosphid Hallefleit Laser mat enger Aperturgréisst vun 95 μm huet Ausgangslaserwellelängten vun 1,55 μm an 1,625 μm, an d'Kraaft ass 1,5 W erreecht.
Fiber Laser benotzt seelen-Äerd-dotéiert Glasfaser als Lasermedium an Halbleiterlaser als Pompelquell.Et huet exzellent Charakteristiken wéi niddereg Schwell, héich Konversiounseffizienz, gutt Ausgangsstrahlqualitéit, einfach Struktur an héich Zouverlässegkeet.Et kann och Virdeel vum breet Spektrum vun selten Äerd Ion Stralung profitéieren engem tunable Léngen Laser ze Form vun selektiv opteschen Elementer wéi gratings am Laser resonator dobäi.Fiber Laser sinn eng wichteg Richtung an der Entwécklung vun Laser Technologie ginn.
1. Solid-State Laser
Déi zolidd-Staat Laser Gewënn Medien datt direkt kuerz-Welle Infraroutstrahlung Laser Generéiere kann sinn haaptsächlech Er: YAG Kristaller a Keramik, an Er-dotéiert Glas.De Solid-State Laser baséiert op Er: YAG Kristall a Keramik kann direkt 1.645μm Kuerzwellen-Infrarout-Laser ausginn, wat e waarme Fleck an der Fuerschung vu Kuerzwellen-Infrarout-Laser an de leschte Joeren ass [3-5].Am Moment ass d'Pulsenergie vun Er: YAG Laser, déi elektro-optesch oder akusto-optesch Q-Switching benotzen, e puer bis Zénger vu mJ erreecht, eng Pulsbreed vun Zénger vun ns, an eng Widderhuelungsfrequenz vun Zénger bis Dausende vun Hz.Wann e 1.532 μm Hallefleit Laser als Pompelquell benotzt gëtt, wäert et grouss Virdeeler am Beräich vun der Laseraktiven Opklärung a Laser Géigemoossnamen hunn, besonnesch säi stealth Effekt op typesch Laserwarnungsapparater.
Er Glas Laser huet kompakt Struktur, niddereg Käschten, Liichtjoer Gewiicht, a kann Q-geschalt Operatioun realiséiert.Et ass déi léifste Liichtquell fir aktiv Detektioun vu Kuerzwellen Infrarout Laser.Wéi och ëmmer, wéinst de véier Mängel vun Er Glasmaterialien: Éischtens ass d'Zentralwellelängt vum Absorptiounsspektrum 940 nm oder 976 nm, wat d'Lampepompel schwéier z'erreechen;Zweetens ass d'Virbereedung vun Er Glasmaterialien schwéier an et ass net einfach fir grouss Gréissten ze maachen;Drëttens, Er Glas D'Material huet aarmséileg thermesch Eegeschaften, an et ass net einfach repetitive Frequenz Operatioun fir eng laang Zäit ze erreechen, eleng kontinuéierlech Operatioun;véierten, et gëtt keng gëeegent Q-schalt Material.Obwuel d'Fuerschung vun Kuerzwellen-Infrarout-Laser baséiert op Er Glas ëmmer d'Opmierksamkeet vun de Leit ugezunn huet, wéinst den uewe véier Grënn ass kee Produkt erauskomm.Bis 1990, mat der Entstoe vu Halbleiter-Laserbarren mat Wellelängten vun 940 nm an 980 nm, an d'Entstoe vu gesättigte Absorptiounsmaterialien wéi Co2+:MgAl2O4 (Kobalt-dotéiert Magnesiumaluminat), déi zwee grouss Flaschenhalsen vun der Pompelquell a Q-switching. gebrach goufen.D'Fuerschung iwwer Glaslaser huet sech séier entwéckelt.Besonnesch an de leschte Joren, meng Land Miniatur Er Glas Laser Modul, déi integréiert semiconductor Pompel Quell, Er Glas an Resonanz Kavitéit, Gewiicht net méi wéi 10 g, an huet eng kleng Partie Produktioun Muecht pa 50 kW Biergspëtzten Muecht Moduler.Wéi och ëmmer, wéinst der schlechter thermescher Leeschtung vum Er Glasmaterial ass d'Wiederholungsfrequenz vum Lasermodul nach ëmmer relativ niddereg.D'Laserfrequenz vum 50 kW Modul ass nëmme 5 Hz, an déi maximal Laserfrequenz vum 20 kW Modul ass 10 Hz, wat nëmmen a Low-Frequenz Uwendungen benotzt ka ginn.
Den 1.064 μm Laserausgang vum Nd:YAG gepulste Laser huet eng Héichkraaft vu bis zu Megawatt.Wann esou e staarkt kohärent Liicht duerch e puer speziell Materialien passéiert, sinn seng Photonen inelastesch op d'Moleküle vum Material verspreet, dat heescht, d'Fotone ginn absorbéiert a produzéiert relativ Low-Frequenz Photonen.Et ginn zwou Zorte vu Substanzen, datt dës Frequenz Konversioun Effekt erreechen kann: eent ass net-linear Kristaller, wéi KTP, LiNbO3, etc .;deen aneren ass Héichdrockgas wéi H2.Place se an der opteschen Resonanz Huelraim fir eng Form opteschen parametric Oszilléierer (OPO).
OPO baséiert op Héichdrockgas bezitt normalerweis op e stimuléierte Raman-Streuungslichtparametresche Oszillator.D'Pompelliicht gëtt deelweis absorbéiert a generéiert eng niddreg Frequenz Liichtwelle.De reife Raman Laser benotzt en 1.064 μm Laser fir Héichdrockgas H2 ze pumpen fir en 1.54 μm Kuerzwellen Infrarout Laser ze kréien.
FOTO 1
Déi typesch Uwendung vum Kuerzwellen Infrarout GV System ass laang-Distanz Imaging an der Nuecht.De Laser Illuminator soll e kuerz-Puls Kuerzwellen-Infrarout-Laser mat héijer Peak-Kraaft sinn, a seng Widderhuelungsfrequenz sollt konsequent mat der Framefrequenz vun der Strobed Kamera sinn.No der aktueller Status vun kuerz-wave Infraroutstrahlung Laser doheem an am Ausland, diode-pompelen Er: YAG Laser an OPO-baséiert 1,57 μm Feststoff Laser sinn déi bescht Choixën.D'Wiederholungsfrequenz an d'Spëtzkraaft vum Miniatur Er Glaslaser mussen nach verbessert ginn.3.Uwendung vu Kuerzwellen-Infrarout-Laser an der photoelektrescher Anti-Reconnaissance
D'Essenz vun der Kuerzwelle-Infrarout-Laser-Anti-Opklärung ass d'Bestrahlung vun der optoelektronescher Opklärungsausrüstung vum Feind, deen an der Kuerzwelle-Infrarout-Band mat Kuerzwellen-Infrarout-Laserstrahlen funktionnéiert, sou datt et falsch Zilinformatioun kritt oder net normal funktionnéiert, oder souguer den Detektor ass beschiedegt.Et ginn zwou typesch Kuerzwellen-Infrarout-Laser-Anti-Opklärungsmethoden, nämlech d'Distanztäuschungsinterferenz fir de mënschlechen Auge-séchere Laser-Entfernungsmesser an d'Ënnerdréckungsschued un der Kuerzwelle-Infraroutkamera.
1.1 Distanz Täuschung Amëschung zu Mënsch Aen Sécherheet Laser Entfernung
De gepulste Laser-Entfernungsmesser konvertéiert d'Distanz tëscht dem Zil an dem Zil duerch den Zäitintervall vum Laserimpuls, deen tëscht dem Startpunkt an dem Zil zréck an zréck geet.Wann den Entfernungsdetektor aner Laserimpulser kritt ier dat reflektéiert Echo-Signal vum Zil de Startpunkt erreecht, stoppt en Timing, an déi ëmgerechent Distanz ass net déi aktuell Distanz vum Zil, awer méi kleng wéi déi aktuell Distanz vum Zil.Falsch Distanz, déi den Zweck erreecht fir d'Distanz vum Entfernungsmesser ze täuschen.Fir eye-safe Laser Entfernungsmesser, Kuerzwellen Infraroutpulslaser vun der selwechter Wellelängt kënne benotzt ginn fir Distanztäuschungsinterferenz ëmzesetzen.
De Laser, deen d'Distanztäuschungsinterferenz vum Entfernungsmesser implementéiert, simuléiert déi diffus Reflexioun vum Zil op de Laser, sou datt d'Laser-Peakkraaft ganz niddereg ass, awer déi folgend zwee Bedéngungen sollten erfëllt sinn:
1) D'Laserwellelängt muss d'selwecht sinn wéi d'Aarbechtswellelängt vum gestéierten Entfernungsmesser.En Interferenzfilter gëtt virum Entfernungsmesserdetektor installéiert, an d'Bandbreedung ass ganz schmuel.Laser mat anere Wellelängten wéi d'Aarbechtswellelängt kënnen d'fotosensibel Uewerfläch vum Detektor net erreechen.Och d'1,54 μm an 1,57 μm Laser mat ähnlechen Wellelängten kënnen net matenee stéieren.
2) D'Laser Wiederholungsfrequenz muss héich genuch sinn.Den Entfernungsdetektor reagéiert op d'Lasersignal, déi seng fotosensibel Uewerfläch erreeche just wann d'Gamme gemooss gëtt.Fir effektiv Interferenz z'erreechen, soll den Interferenzimpuls op d'mannst 2 bis 3 Impulser an d'Entfernungsmesser Wellenpaart drécken.D'Gammepaart, déi am Moment erreecht ka ginn, ass op der Uerdnung vun μs, sou datt den interferéierende Laser eng héich Widderhuelungsfrequenz muss hunn.Huelt eng Zildistanz vun 3 km als Beispill, d'Zäit déi néideg ass fir de Laser eemol zréck an zréck ze goen ass 20 μs.Wann op d'mannst 2 Impulser agefouert ginn, muss d'Laser Wiederholungsfrequenz 50 kHz erreechen.Wann d'Mindestberäich vum Laser-Entfernungsmesser 300 m ass, kann d'Wiederholungsfrequenz vum Jammer net manner wéi 500 kHz sinn.Nëmmen Hallefleit Laser a Glasfaser Laser kënnen esou eng héich Widderhuelungsquote erreechen.
1.2 Ënnerdréckend Amëschung a Schued u Kuerzwellen Infraroutkameraen
Als Kärkomponent vum Kuerzwellen Infrarout Imaging System huet d'Kuerzwellen Infraroutkamera e limitéierten dynamesche Spektrum vun der Äntwert optesch Kraaft vu sengem InGaAs Brennplangdetektor.Wann d'Tëschefall optesch Kraaft d'Uewergrenz vum dynamesche Beräich iwwerschreift, wäert d'Sättigung optrieden, an den Detektor kann net normal Imaging maachen.Méi héich Kraaft De Laser wäert dauerhafte Schued un den Detektor verursaachen.
Kontinuéierlech a Low Peak Power Hallefleit Laser a Glasfaser Laser mat héijer Widderhuelungsfrequenz si gëeegent fir kontinuéierlech Ënnerdréckungsinterferenz vu Kuerzwellen Infraroutkameraen.D'Kuerzwellen Infraroutkamera kontinuéierlech mat engem Laser bestraht.Wéinst der grousser Vergréisserung vun der Kondensatiounseffekt vun der optescher Lens ass d'Géigend, déi vum laserdiffuséierten Fleck op der InGaAs Brennfläch erreecht gëtt, schwéier gesättegt, an dofir kann net normal ofgezeechent ginn.Eréischt nodeems d'Laserbestralung fir eng Zäit gestoppt ass, kann d'Bildleistung lues a lues op normal zréckkommen.
Laut de Resultater vu ville Joeren Fuerschung an Entwécklung vu Laser-aktive Géigemesuren an de siichtbaren an no-Infraroutbänner a multiple Feldschued Effektivitéitstester, nëmme kuerz-Puls-Laser mat enger Peak-Kraaft vu Megawatt a méi kënnen irreversibele Schued un der TV verursaachen. Kameraen op enger Distanz vu Kilometer ewech.Schued.Ob de Schued Effekt erreecht ka ginn, ass d'Spëtztkraaft vum Laser de Schlëssel.Soulaang wéi d'Spëtztkraaft méi héich ass wéi den Detektor Schuedschwell, kann een eenzegen Puls den Detektor beschiedegen.Aus der Perspektiv vun Laser Design Schwieregkeeten, Hëtzt dissipation an Energieverbrauch, der Widderhuelung Frequenz vun der Laser muss net onbedéngt de Frame Taux vun der Kamera erreechen oder nach méi héich, an 10 Hz bis 20 Hz kann aktuell Kampf Uwendungen treffen.Natierlech sinn kuerzwellen Infraroutkameraen keng Ausnahm.
InGaAs Brennflächdetektoren enthalen Elektronebombardement CCDs baséiert op InGaAs / InP Elektronen Migratioun Photocathodes a CMOS spéider entwéckelt.Hir Sättigung a Schuedschwellen sinn an der selwechter Gréisst wéi Si-baséiert CCD / CMOS, awer InGaAs / InP-baséiert Detektoren sinn nach net kritt.Saturatioun a Schued Schwelldaten vun CCD / COMS.
Laut dem aktuellen Zoustand vun Kuerzwellen-Infrarout-Laser doheem an am Ausland, ass den 1,57 μm repetitive Frequenz Solid-State Laser baséiert op OPO nach ëmmer déi bescht Wiel fir Laserschued op CCD/COMS.Seng héich atmosphäresch Pénétratiounsleistung an héich Peak-Kraaft Kuerzpulslaser D'Liichtfleckdeckung an eenzeg Pulseffektive Charakteristiken sinn offensichtlech fir déi mëll Killkraaft vum laang-Distanz optoelektronesche System ausgestatt mat Kuerzwellen Infraroutkameraen.
2. Conclusioun
Kuerzwelle-Infrarout-Laser mat Wellelängten tëscht 1,1 μm an 1,7 μm hunn eng héich atmosphäresch Iwwerdroung a staark Fäegkeet fir Niwwel, Reen, Schnéi, Damp, Sand a Stëbs ze penetréieren.Et ass onsichtbar fir traditionell Low-Light Night Vision Ausrüstung.De Laser an der 1,4 μm bis 1,6 μm Band ass sécher fir dat mënschlecht Auge, an huet ënnerscheedlech Features wéi e reife Detektor mat enger Peak-Reaktiounswellelängt an dësem Beräich, an ass eng wichteg Entwécklungsrichtung fir Laser militäresch Uwendungen ginn.
Dëse Pabeier analyséiert d'technesch Charakteristiken a Status Quo vu véier typesche Kuerzwellen-Infrarout-Laser, dorënner Phosphor-Halbleiterlaser, Er-dotéiert Glasfaserlaser, Er-dotéiert Solid-State Laser, an OPO-baséiert Solid-State Laser, a resüméiert d'Benotzung. vun dëse kuerz-Welle Infraroutstrahlung Laser an photoelectric aktiv Reconnaissance.Typesch Uwendungen an der Anti-Opklärung.
1) Kontinuéierlech an niddereg Peak Muecht héich Widderhuelung Frequenz Phosphor semiconductor Laser an Er-dotéiert Léngen Laser sinn haaptsächlech fir Hëllef Beliichtung fir laang-Distanz stealth Iwwerwaachung benotzt an zielt an der Nuecht an Ënnerdréckung Stéierungen ze Feind kuerz-Welle Infraroutstrahlung Kameraen.Héich-Widderhuelung kuerz-Puls-Phosphor semiconductor Laser an Er-dotéiert Léngen Laser sinn och ideal Liichtjoer Quelle fir Multi-Puls System Aen Sécherheet rangéiert, Laser Scannen Imaging Radar an Aen Sécherheet Laser Entfernung Distanz Täuschung Amëschung.
2) OPO-baséiert Solid-State Laser mat enger gerénger Widderhuelungsquote awer mat enger Peakkraaft vu Megawatt oder souguer zéng Megawatt kënne wäit an der Blitzbildungsradar benotzt ginn, laang-Distanz Laser Gating Observatioun an der Nuecht, Kuerzwellen Infrarout Laser Schued an traditionell Modus Remote Mënsch Aen Sécherheet Laser rangéiert.
3) De Miniatur Er Glaslaser ass ee vun de séierst wuessend Richtunge vu Kuerzwellen Infraroutlaser an de leschte Joeren.Déi aktuell Kraaft- a Widderhuelungsfrequenzniveauen kënnen a Miniatur-Ae Sécherheetslaser-Entfernungsmesser benotzt ginn.Mat der Zäit, wann d'Peakkraaft de Megawatt-Niveau erreecht huet, kann et fir Blitzbildungsradar, Laser-Gating-Observatioun a Laserschued u Kuerzwellen-Infraroutkameraen benotzt ginn.
4) Den diode gepompelten Er: YAG Laser deen de Laser Warnungsapparat verstoppt ass d'Mainstream Entwécklungsrichtung vu High-Power Kuerzwellen Infrarout Laser.Et huet grouss Applikatioun Potential am Flash Lidar, laang-Distanz Laser gating Observatioun an der Nuecht, a Laser Schued.
An de leschte Joeren, wéi Waffesystemer ëmmer méi héich Ufuerderunge fir d'Integratioun vun optoelektronesche Systemer hunn, ass déi kleng a liicht Laserausrüstung en onverhënnerbare Trend an der Entwécklung vu Laserausrüstung.Semiconductor Laser, Léngen Laser an Miniatur Laser mat kleng Gréisst, Liichtjoer Gewiicht an niddereg Muecht Konsum Er Glas Laser sinn der Mainstream Richtung vun der Entwécklung vun kuerz-Wellen Infraroutstrahler Laser ginn.Besonnesch Glasfaserlaser mat gudder Strahlqualitéit hunn e grousst Uwendungspotenzial an der Nuechtzäit Hëllefsbeliichtung, Stealth Iwwerwaachung an Ziel, Scannen Imaging Lidar, a Laser Ënnerdréckungsinterferenz.Allerdéngs ass d'Kraaft / Energie vun dësen dräi Zorte vu kleng a liicht Laser allgemeng niddereg, a kann nëmme fir e puer kuerz-Gamme Opklärungszwecker benotzt ginn, a kann net de Besoine vun Wäitschoss Opklärung treffen an Konter.Dofir ass de Fokus vun der Entwécklung d'Laserkraaft / Energie ze erhéijen.
OPO-baséiert Solid-State Laser hunn eng gutt Strahlqualitéit an héich Peak-Kraaft, an hir Virdeeler a laang-Distanz gated Observatioun, Flash Imaging Radar a Laser Schued sinn nach ganz offensichtlech, an der Laser Wasserstoff Energie an Laser Widderhuelung Frequenz soll weider erhéicht ginn .Fir diode gepompelt Er: YAG Laser, wann d'Pulsenergie erhéicht gëtt während d'Pulsbreet weider kompriméiert ass, gëtt et déi bescht Alternativ zu OPO Solid-State Laser.Et huet Virdeeler a laang-Distanz gated Observatioun, Flash Imaging Radar, a Laser Schued.Grouss Applikatiounspotenzial.
Méi Produktinformatioun, Dir kënnt op eis Websäit kommen:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-Mail:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Fax: +86-2887897578
Dobäizemaachen: No.23, Chaoyang Strooss, Xihe Strooss, Longquanyi Distrikt, Chengdu, 610107, China.
Update Zäit: Mar-02-2022
