Στους τομείς της μέτρησης απόστασης με λέιζερ, του προσδιορισμού στόχων και του LiDAR, οι πομποί λέιζερ Er:Glass έχουν γίνει ευρέως χρησιμοποιούμενα λέιζερ στερεάς κατάστασης μέσης υπέρυθρης ακτινοβολίας λόγω της εξαιρετικής ασφάλειας των ματιών και του συμπαγούς σχεδιασμού τους. Μεταξύ των παραμέτρων απόδοσής τους, η ενέργεια παλμού παίζει κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό της ικανότητας ανίχνευσης, της κάλυψης της εμβέλειας και της συνολικής απόκρισης του συστήματος. Αυτό το άρθρο προσφέρει μια εις βάθος ανάλυση της ενέργειας παλμού των πομπών λέιζερ Er:Glass.
1. Τι είναι η ενέργεια παλμού;
Η ενέργεια παλμού αναφέρεται στην ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται από το λέιζερ σε κάθε παλμό, η οποία συνήθως μετριέται σε millijoules (mJ). Είναι το γινόμενο της μέγιστης ισχύος και της διάρκειας του παλμού: E = Pκορυφή×τΌπου: E είναι η ενέργεια του παλμού, Pκορυφή είναι η μέγιστη ισχύς,τ είναι το πλάτος του παλμού.
Για τυπικά λέιζερ Er:Glass που λειτουργούν στα 1535 nm—ένα μήκος κύματος στην ασφαλή για τα μάτια ζώνη Κλάσης 1—υψηλή ενέργεια παλμού μπορεί να επιτευχθεί διατηρώντας παράλληλα την ασφάλεια, καθιστώντας τα ιδιαίτερα κατάλληλα για φορητές και εξωτερικές εφαρμογές.
2. Παλμική Ενεργειακή Εύρος Er:Glass Laser
Ανάλογα με το σχεδιασμό, τη μέθοδο άντλησης και την προβλεπόμενη εφαρμογή, οι εμπορικοί πομποί λέιζερ Er:Glass προσφέρουν ενέργεια ενός παλμού που κυμαίνεται από δεκάδες μικροτζάουλ (μJ) έως αρκετές δεκάδες χιλιοστοτζάουλ (mJ).
Γενικά, οι πομποί λέιζερ Er:Glass που χρησιμοποιούνται σε μικροσκοπικές μονάδες μέτρησης εμβέλειας έχουν εύρος παλμικής ενέργειας από 0,1 έως 1 mJ. Για τους προσδιοριστές στόχων μεγάλης εμβέλειας, απαιτούνται συνήθως 5 έως 20 mJ, ενώ τα στρατιωτικά ή βιομηχανικά συστήματα μπορεί να υπερβαίνουν τα 30 mJ, χρησιμοποιώντας συχνά δομές ενίσχυσης διπλής ράβδου ή πολλαπλών σταδίων για την επίτευξη υψηλότερης απόδοσης.
Η υψηλότερη ενέργεια παλμού γενικά οδηγεί σε καλύτερη απόδοση ανίχνευσης, ειδικά υπό δύσκολες συνθήκες, όπως αδύναμα σήματα επιστροφής ή περιβαλλοντικές παρεμβολές σε μεγάλες αποστάσεις.
3. Παράγοντες που επηρεάζουν την ενέργεια του παλμού
①Απόδοση πηγής αντλίας
Τα λέιζερ Er:Glass συνήθως αντλούνται από διόδους λέιζερ (LD) ή φλας. Τα LD προσφέρουν υψηλότερη απόδοση και συμπαγές μέγεθος, αλλά απαιτούν ακριβή θερμικό έλεγχο και έλεγχο κυκλώματος οδήγησης.
②Συγκέντρωση ντόπινγκ και μήκος ράβδου
Διαφορετικά υλικά υποδοχής, όπως το Er:YSGG ή το Er:Yb:Glass, ποικίλλουν ως προς τα επίπεδα πρόσμιξης και τα μήκη κέρδους τους, επηρεάζοντας άμεσα την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας.
③Τεχνολογία Q-Switching
Η παθητική Q-switching (π.χ., με κρυστάλλους Cr:YAG) απλοποιεί τη δομή αλλά προσφέρει περιορισμένη ακρίβεια ελέγχου. Η ενεργητική Q-switching (π.χ., με κελιά Pockels) παρέχει υψηλότερη σταθερότητα και έλεγχο ενέργειας.
④Θερμική Διαχείριση
Σε υψηλές ενέργειες παλμού, η αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας από τη ράβδο λέιζερ και τη δομή της συσκευής είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί η σταθερότητα και η μακροζωία της εξόδου.
4. Αντιστοίχιση ενέργειας παλμού με σενάρια εφαρμογής
Η επιλογή του σωστού πομπού λέιζερ Er:Glass εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την προβλεπόμενη εφαρμογή. Παρακάτω παρατίθενται ορισμένες συνήθεις περιπτώσεις χρήσης και οι αντίστοιχες συστάσεις για την ενέργεια παλμού:
①Φορητά αποστασιόμετρα λέιζερ
Χαρακτηριστικά: συμπαγείς, χαμηλής ισχύος, μετρήσεις υψηλής συχνότητας και μικρής εμβέλειας
Συνιστώμενη ενέργεια παλμού: 0,5–1 mJ
②Εμβέλεια UAV / Αποφυγή εμποδίων
Χαρακτηριστικά: μεσαία έως μεγάλη εμβέλεια, γρήγορη απόκριση, ελαφρύς
Συνιστώμενη ενέργεια παλμού: 1–5 mJ
③Στρατιωτικοί προσδιοριστές στόχων
Χαρακτηριστικά: υψηλή διείσδυση, ισχυρή αντι-παρεμβολή, καθοδήγηση χτυπήματος μεγάλης εμβέλειας
Συνιστώμενη ενέργεια παλμού: 10–30 mJ
④Συστήματα LiDAR
Χαρακτηριστικά: υψηλό ποσοστό επανάληψης, σάρωση ή δημιουργία νέφους σημείων
Συνιστώμενη ενέργεια παλμού: 0,1–10 mJ
5. Μελλοντικές τάσεις: Συσκευασίες υψηλής ενέργειας και συμπαγείς συσκευασίες
Με τις συνεχείς εξελίξεις στην τεχνολογία πρόσμιξης γυαλιού, στις δομές αντλιών και στα θερμικά υλικά, οι πομποί λέιζερ Er:Glass εξελίσσονται προς τον συνδυασμό υψηλής ενέργειας, υψηλού ρυθμού επανάληψης και σμίκρυνσης. Για παράδειγμα, συστήματα που ενσωματώνουν πολυβάθμια ενίσχυση με ενεργά σχέδια Q-switch μπορούν πλέον να παρέχουν πάνω από 30 mJ ανά παλμό διατηρώντας παράλληλα έναν συμπαγή παράγοντα μορφής.—Ιδανικό για μετρήσεις μεγάλης εμβέλειας και εφαρμογές άμυνας υψηλής αξιοπιστίας.
6. Συμπέρασμα
Η ενέργεια παλμού είναι ένας βασικός δείκτης απόδοσης για την αξιολόγηση και την επιλογή πομπών λέιζερ Er:Glass με βάση τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Καθώς οι τεχνολογίες λέιζερ συνεχίζουν να εξελίσσονται, οι χρήστες μπορούν να επιτύχουν υψηλότερη ενεργειακή απόδοση και μεγαλύτερο εύρος σε μικρότερες, πιο ενεργειακά αποδοτικές συσκευές. Για συστήματα που απαιτούν απόδοση σε μεγάλη εμβέλεια, ασφάλεια των ματιών και λειτουργική αξιοπιστία, η κατανόηση και η επιλογή του κατάλληλου εύρους ενέργειας παλμού είναι ζωτικής σημασίας για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης και της αξίας του συστήματος.
Αν εσύ«Αν ψάχνετε για πομπούς λέιζερ Er:Glass υψηλής απόδοσης, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας. Προσφέρουμε μια ποικιλία μοντέλων με προδιαγραφές ενέργειας παλμού που κυμαίνονται από 0,1 mJ έως πάνω από 30 mJ, κατάλληλα για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε μέτρηση ακτίνων λέιζερ, LiDAR και προσδιορισμό στόχων.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Ιουλίου 2025