(주)루미스팟테크놀로지는 다년간의 연구개발을 바탕으로 에너지 80mJ, 반복주파수 20Hz, 사람의 눈에 안전한 파장 1.57μm의 소형, 경량 펄스레이저 개발에 성공했습니다. 이번 연구 결과는 KTP-OPO의 대화 효율을 높이고 펌프 소스 다이오드 레이저 모듈의 출력을 최적화함으로써 달성됐다. 테스트 결과에 따르면, 이 레이저는 우수한 성능으로 -45 ℃에서 65 ℃까지의 광범위한 작동 온도 요구 사항을 충족하여 중국의 고급 수준에 도달했습니다.
펄스 레이저 거리 측정기는 레이저 펄스를 목표물에 전달하는 장점과 고정밀 거리 측정 능력, 강력한 간섭 방지 능력, 컴팩트한 구조 등의 장점을 지닌 거리 측정기입니다. 이 제품은 엔지니어링 측정 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 이 펄스 레이저 거리 측정 방법은 장거리 측정에 가장 널리 사용됩니다. 이 장거리 거리 측정기에서는 나노초 레이저 펄스를 출력하기 위해 Q-스위칭 기술을 사용하여 에너지가 높고 빔 산란각이 작은 고체 레이저를 선택하는 것이 더 바람직합니다.
펄스레이저 거리측정기의 관련 동향은 다음과 같습니다.
(1) 인간의 눈에 안전한 레이저 거리 측정기: 1.57um 광학 파라메트릭 발진기는 대부분의 거리 측정 분야에서 기존의 1.06um 파장 레이저 거리 측정기의 위치를 점차적으로 대체하고 있습니다.
(2) 소형, 경량의 소형 원격 레이저 거리 측정기.
감지 및 이미징 시스템 성능이 향상됨에 따라 20km 이상 0.1m²의 작은 목표물을 측정할 수 있는 원격 레이저 거리 측정기가 필요합니다. 따라서 고성능 레이저 거리측정기에 대한 연구가 시급하다.
최근 몇 년 동안 Lumispot Tech는 작은 빔 산란각과 높은 작동 성능을 갖춘 1.57um 파장의 눈에 안전한 고체 레이저의 연구, 설계, 생산 및 판매에 노력을 기울였습니다.
최근 Lumispot Tech는 소형화 장거리 레이저 거리 측정기 연구의 실질적인 수요로 인해 높은 피크 출력과 컴팩트한 구조를 갖춘 눈에 안전한 1.57um 파장 공랭식 레이저를 설계했습니다. 실험 후 이 레이저는 넓은 범위를 보여줍니다. 응용 전망, 탁월한 성능, -40~65℃의 넓은 작동 온도 범위에서 강력한 환경 적응성을 보유하고 있으며,
다음 방정식을 통해 고정된 양의 다른 기준을 사용하여 피크 출력 전력을 향상시키고 빔 산란 각도를 줄임으로써 거리계의 측정 거리를 향상시킬 수 있습니다. 결과적으로, 최대 출력 전력의 값과 작은 빔 산란각의 값 공랭식 기능을 갖춘 소형 구조 레이저는 특정 거리 측정기의 거리 측정 능력을 결정하는 핵심 부분입니다.
인간의 눈에 안전한 파장의 레이저를 구현하기 위한 핵심 부품은 비선형 결정 옵션, 위상 정합 방식, OPO 내부 구조 설계 등을 포함한 OPO(Optical Parametric Oscillator) 기술이다. 비선형 결정의 선택은 큰 비선형 계수, 높은 손상 저항 임계값, 안정적인 화학적 및 물리적 특성, 성숙한 성장 기술 등에 따라 달라지며 위상 일치가 우선되어야 합니다. 큰 수용각과 작은 이탈각을 갖는 중요하지 않은 위상 정합 방법을 선택합니다. OPO 캐비티 구조는 신뢰성 보장을 기반으로 효율성과 빔 품질을 고려해야 합니다. 위상 정합 각도에 따른 KTP-OPO 출력 파장의 변화 곡선은 θ=90°일 때 신호광이 인간의 눈에 안전하도록 정확하게 출력할 수 있습니다. 원자 램프. 따라서 설계된 결정은 한쪽을 따라 절단되고 각도 매칭은 θ=90°, ψ=0°, 즉 결정 유효 비선형 계수가 가장 크고 분산 효과가 없을 때 클래스 매칭 방법을 사용합니다. .
위 문제에 대한 포괄적인 고려를 바탕으로 현재 국내 레이저 기술 및 장비의 개발 수준과 결합하여 최적화 기술 솔루션은 다음과 같습니다. OPO는 클래스 II 비임계 위상 정합 외부 공동 이중 공동 KTP-OPO를 채택합니다. 설계; 2개의 KTP-OPO는 탠덤 구조로 수직으로 입사되어 변환 효율과 레이저 신뢰성을 향상시킵니다.그림 1위에.
펌프 소스는 자체 연구 개발된 전도성 냉각 반도체 레이저 어레이로, 듀티 사이클은 최대 2%, 단일 바의 피크 전력은 100W, 총 작동 전력은 12,000W입니다. 직각 프리즘, 평면 전체 반사 거울 및 편광판은 접힌 편광 결합 출력 공진 공동을 형성하고 직각 프리즘과 파장판은 원하는 1064 nm 레이저 결합 출력을 얻기 위해 회전됩니다. Q 변조 방법은 KDP 수정을 기반으로 하는 가압 능동 전기 광학 Q 변조입니다.
그림 1직렬로 연결된 두 개의 KTP 크리스탈
이 방정식에서 Prec는 감지 가능한 최소 작업 전력입니다.
Pout은 작업 전력의 최대 출력 값입니다.
D는 수신 광학 시스템 조리개입니다.
t는 광학계 투과율이고;
θ는 레이저의 방출 빔 산란 각도입니다.
r은 타겟의 반사율입니다.
A는 목표 등가 단면적이다.
R은 가장 큰 측정 범위입니다.
σ는 대기 흡수 계수입니다.
그림 2: 자체 개발을 통한 원호형 바 어레이 모듈,
중앙에 YAG 수정 막대가 있습니다.
그만큼그림 2YAG 수정봉을 모듈 내부의 레이저 매질로 1% 농도로 배치한 호 모양의 막대 스택입니다. 측면 레이저 이동과 레이저 출력의 대칭 분포 사이의 모순을 해결하기 위해 120도 각도의 LD 어레이의 대칭 분포가 사용되었습니다. 펌프 소스는 1064nm 파장, 직렬 반도체 탠덤 펌핑으로 구성된 2개의 6000W 곡선 어레이 바 모듈입니다. 출력 에너지는 약 10ns의 펄스 폭과 20Hz의 높은 주파수로 0-250mJ입니다. 접힌 캐비티가 사용되며 탠덤 KTP 비선형 결정 후에 1.57μm 파장 레이저가 출력됩니다.
그래프 31.57um 파장 펄스 레이저의 치수 도면
그래프 4:1.57um파장 펄스레이저 시료장비
그래프 5:1.57μm 출력
그래프 6:펌프 소스의 변환 효율
레이저 에너지 측정을 적용하여 두 가지 파장의 출력 전력을 각각 측정합니다. 아래 그래프에 따르면 에너지 값의 결과는 20Hz에서 1분의 작업 시간으로 작업한 평균값이었습니다. 그 중 1.57um 파장 레이저에 의해 생성된 에너지는 1064nm 파장 펌프 소스 에너지의 관계에 따라 결과적으로 변화합니다. 펌프 소스의 에너지가 220mJ와 같을 때 1.57um 파장 레이저의 출력 에너지는 80mJ를 달성할 수 있으며 변환율은 최대 35%입니다. OPO 신호광은 기본 주파수 광의 특정 전력 밀도의 작용으로 생성되므로 임계 값은 1064nm 기본 주파수 광의 임계 값보다 높으며 펌핑 에너지가 OPO 임계 값을 초과하면 출력 에너지가 급격히 증가합니다. . OPO 출력 에너지와 효율과 기본 주파수 광 출력 에너지의 관계가 그림에 표시되어 있으며, 이를 통해 OPO의 변환 효율이 최대 35%에 도달할 수 있음을 알 수 있습니다.
마침내 80mJ 이상의 에너지와 8.5ns의 레이저 펄스 폭을 갖춘 1.57μm 파장 레이저 펄스 출력을 얻을 수 있습니다. 레이저 빔 확장기를 통과한 출력 레이저 빔의 발산 각도는 0.3mrad입니다. 시뮬레이션 및 분석에 따르면 이 레이저를 사용하는 펄스 레이저 거리 측정기의 범위 측정 기능은 30km를 초과할 수 있습니다.
| 파장 | 1570±5nm |
| 반복 빈도 | 20Hz |
| 레이저 빔 산란 각도(빔 확장) | 0.3-0.6mrad |
| 펄스 폭 | 8.5ns |
| 펄스에너지 | 80mJ |
| 연속 근무 시간 | 5분 |
| 무게 | 1.2kg 이하 |
| 작동 온도 | -40℃~65℃ |
| 보관 온도 | -50℃~65℃ |
루미스팟테크는 자체 기술 연구개발 투자를 강화하고 R&D팀 구성을 강화하며 기술 R&D 혁신 시스템을 완성하는 것 외에도 산학연 등 외부 연구기관과도 적극적으로 협력하며 좋은 협력 관계를 구축해 왔다. 국내 유명 업계 전문가. 핵심기술과 주요 부품을 독자적으로 개발하고, 모든 핵심 부품을 독자적으로 개발, 생산하며, 모든 기기를 국산화했습니다. Bright Source Laser는 여전히 기술 개발과 혁신의 속도를 가속화하고 있으며, 시장 수요를 충족시키기 위해 더 저렴하고 안정적인 인간 눈 안전 레이저 거리 측정기 모듈을 계속해서 선보일 예정입니다.
게시 시간: 2023년 6월 21일