การวิเคราะห์ความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass

ในระบบออปติคัล เช่น การวัดระยะด้วยเลเซอร์ LiDAR และการจดจำเป้าหมาย เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass ถูกใช้อย่างแพร่หลายทั้งในด้านการทหารและพลเรือน เนื่องจากความปลอดภัยต่อดวงตาและความน่าเชื่อถือสูง นอกจากพลังงานพัลส์แล้ว อัตราการทำซ้ำ (ความถี่) ยังเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการประเมินประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์-ความเร็วในการตอบสนอง ความหนาแน่นของการรวบรวมข้อมูล และมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการจัดการความร้อน การออกแบบแหล่งจ่ายไฟ และเสถียรภาพของระบบ

1. ความถี่ของเลเซอร์คือเท่าไร?

ความถี่เลเซอร์หมายถึงจำนวนพัลส์ที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลา โดยทั่วไปวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) หรือกิโลเฮิรตซ์ (kHz) ความถี่เลเซอร์นี้เรียกอีกอย่างว่าอัตราการทำซ้ำ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักสำหรับเลเซอร์แบบพัลส์
ตัวอย่างเช่น: 1 เฮิรตซ์ = 1 พัลส์เลเซอร์ต่อวินาที, 10 กิโลเฮิรตซ์ = 10,000 พัลส์เลเซอร์ต่อวินาที เลเซอร์ Er:Glass ส่วนใหญ่ทำงานในโหมดพัลส์ และความถี่ของเลเซอร์จะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับรูปคลื่นเอาต์พุต การสุ่มตัวอย่างระบบ และการประมวลผลเสียงสะท้อนเป้าหมาย

2. ช่วงความถี่ทั่วไปของเลเซอร์ Er:Glass

ขึ้นอยู่กับเลเซอร์-ด้วยการออกแบบโครงสร้างและข้อกำหนดการใช้งาน เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass จึงสามารถทำงานได้ตั้งแต่โหมดถ่ายภาพเดี่ยว (ต่ำถึง 1 เฮิรตซ์) จนถึงหลายสิบกิโลเฮิรตซ์ (kHz) ความถี่ที่สูงขึ้นรองรับการสแกนที่รวดเร็ว การติดตามอย่างต่อเนื่อง และการเก็บข้อมูลหนาแน่น แต่ก็ต้องใช้พลังงาน การจัดการความร้อน และอายุการใช้งานของเลเซอร์ที่สูงขึ้นด้วยเช่นกัน

3. ปัจจัยหลักที่มีผลต่ออัตราการทำซ้ำ

①การออกแบบแหล่งปั๊มและแหล่งจ่ายไฟ

แหล่งกำเนิดปั๊มเลเซอร์ไดโอด (LD) ต้องรองรับการมอดูเลตความเร็วสูงและให้พลังงานที่เสถียร โมดูลพลังงานควรตอบสนองได้ดีและมีประสิทธิภาพเพื่อรองรับวงจรเปิด/ปิดบ่อยครั้ง

②การจัดการความร้อน

ยิ่งความถี่สูงเท่าใด ความร้อนที่เกิดขึ้นต่อหน่วยเวลาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ฮีตซิงก์ที่มีประสิทธิภาพ การควบคุมอุณหภูมิ TEC หรือโครงสร้างระบายความร้อนแบบไมโครแชนเนล ช่วยรักษาเอาต์พุตที่เสถียรและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

③วิธีการสลับคิว

การสลับ Q แบบพาสซีฟ (เช่น การใช้ผลึก Cr:YAG) โดยทั่วไปจะเหมาะกับเลเซอร์ความถี่ต่ำ ในขณะที่การสลับ Q แบบแอ็คทีฟ (เช่น ด้วยตัวปรับเปลี่ยนอะคูสติกออปติกหรืออิเล็กโทรออปติก เช่น เซลล์ Pockels) ช่วยให้สามารถทำงานที่ความถี่สูงขึ้นได้ด้วยการควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้

④การออกแบบโมดูล

การออกแบบหัวเลเซอร์แบบกะทัดรัดและประหยัดพลังงานช่วยให้รักษาพลังงานพัลส์ได้แม้จะอยู่ในความถี่สูง

4. คำแนะนำการจับคู่ความถี่และการใช้งาน

สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันต้องการความถี่ในการทำงานที่แตกต่างกัน การเลือกอัตราการทำซ้ำที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการทำงานสูงสุด ด้านล่างนี้คือกรณีการใช้งานและคำแนะนำทั่วไป:

①โหมดความถี่ต่ำ พลังงานสูง (1-20 เฮิรตซ์)

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดระยะด้วยเลเซอร์ระยะไกลและการกำหนดเป้าหมาย โดยที่การเจาะทะลุและความเสถียรของพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ

②ความถี่ปานกลาง โหมดพลังงานปานกลาง (50-500 เฮิรตซ์)

เหมาะสำหรับการวัดระยะทางอุตสาหกรรม การนำทาง และระบบที่มีความต้องการความถี่ปานกลาง

③ความถี่สูง โหมดพลังงานต่ำ (>1 kHz)

เหมาะที่สุดสำหรับระบบ LiDAR ที่เกี่ยวข้องกับการสแกนอาร์เรย์ การสร้างจุดคลาวด์ และการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ

5. แนวโน้มทางเทคโนโลยี

ในขณะที่การบูรณาการเลเซอร์ยังคงก้าวหน้าต่อไป เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass รุ่นถัดไปก็มีการพัฒนาไปในทิศทางต่อไปนี้:

①การรวมอัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้นกับเอาต์พุตที่เสถียร
②การขับขี่อัจฉริยะและการควบคุมความถี่แบบไดนามิก
③การออกแบบน้ำหนักเบาและใช้พลังงานต่ำ
④สถาปัตยกรรมควบคุมคู่สำหรับทั้งความถี่และพลังงาน ช่วยให้สามารถสลับโหมดได้อย่างยืดหยุ่น (เช่น การสแกน/การโฟกัส/การติดตาม)

6. บทสรุป

ความถี่ในการทำงานเป็นพารามิเตอร์หลักในการออกแบบและการเลือกเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass ความถี่ในการทำงานไม่เพียงแต่กำหนดประสิทธิภาพของการรวบรวมข้อมูลและผลป้อนกลับของระบบเท่านั้น แต่ยังส่งผลโดยตรงต่อการจัดการความร้อนและอายุการใช้งานของเลเซอร์อีกด้วย สำหรับนักพัฒนา การทำความเข้าใจความสมดุลระหว่างความถี่และพลังงาน-และการเลือกพารามิเตอร์ให้เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะ-เป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบ

ติดต่อเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass หลากหลายรุ่นของเราที่มีความถี่และคุณสมบัติที่หลากหลาย เรา-อยู่ที่นี่เพื่อช่วยคุณตอบสนองความต้องการระดับมืออาชีพของคุณในด้านการวัดระยะ LiDAR การนำทาง และแอปพลิเคชันด้านการป้องกันประเทศ