บริษัท Lumispot Technology Co., Ltd. ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเลเซอร์พัลส์ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา ด้วยพลังงาน 80mJ ความถี่การทำซ้ำ 20 Hz และความยาวคลื่นที่ปลอดภัยต่อสายตามนุษย์ 1.57μm จากการวิจัยและพัฒนามายาวนานหลายปี ผลการวิจัยนี้เกิดจากการเพิ่มประสิทธิภาพการสนทนาของ KTP-OPO และเพิ่มประสิทธิภาพเอาต์พุตของโมดูลเลเซอร์ไดโอดแบบปั๊มซอร์ส จากผลการทดสอบ เลเซอร์นี้ตอบสนองความต้องการอุณหภูมิการทำงานที่กว้างตั้งแต่ -45 ถึง 65 องศาเซลเซียส ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ซึ่งถือเป็นระดับขั้นสูงในประเทศจีน
เครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบพัลส์เป็นเครื่องมือวัดระยะทางที่ใช้พัลส์เลเซอร์ส่งไปยังเป้าหมาย มีจุดเด่นคือความแม่นยำในการวัดสูง ป้องกันการรบกวนได้ดี และโครงสร้างที่กะทัดรัด ผลิตภัณฑ์นี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมการวัดและงานด้านอื่นๆ วิธีการวัดระยะเลเซอร์แบบพัลส์นี้เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดระยะไกล สำหรับเครื่องวัดระยะระยะไกลนี้ ควรเลือกใช้เลเซอร์โซลิดสเตตที่มีพลังงานสูงและมุมกระเจิงของลำแสงต่ำ โดยใช้เทคโนโลยี Q-switching เพื่อส่งพัลส์เลเซอร์ระดับนาโนวินาที
แนวโน้มที่เกี่ยวข้องของเครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบพัลส์มีดังต่อไปนี้:
(1) เครื่องวัดระยะเลเซอร์ที่ปลอดภัยต่อดวงตาของมนุษย์: ออสซิลเลเตอร์พาราเมตริกแบบออปติคัลความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตรกำลังค่อยๆ เข้ามาแทนที่ตำแหน่งของเครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบความยาวคลื่น 1.06 ไมโครเมตรแบบดั้งเดิมในสาขาการวัดระยะส่วนใหญ่
(2) เครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบควบคุมระยะไกลขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา
ด้วยการพัฒนาประสิทธิภาพของระบบตรวจจับและถ่ายภาพ เครื่องวัดระยะเลเซอร์ระยะไกลที่สามารถวัดเป้าหมายขนาดเล็ก 0.1 ตารางเมตร ในระยะ 20 กิโลเมตร จึงมีความจำเป็น ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาเครื่องวัดระยะเลเซอร์ประสิทธิภาพสูง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Lumispot Tech ได้ทุ่มเทความพยายามในการวิจัย ออกแบบ ผลิต และจำหน่ายเลเซอร์โซลิดสเตตที่ปลอดภัยต่อดวงตาที่มีความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตร ซึ่งมีมุมกระเจิงลำแสงเล็กและประสิทธิภาพการทำงานสูง
ล่าสุด Lumispot Tech ได้ออกแบบเลเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตรที่ปลอดภัยต่อดวงตาพร้อมกำลังสูงสุดสูงและโครงสร้างกะทัดรัด ซึ่งเป็นผลมาจากความต้องการในทางปฏิบัติในการวิจัยเครื่องวัดระยะเลเซอร์ระยะไกลแบบย่อขนาด หลังจากการทดลอง เลเซอร์นี้แสดงให้เห็นถึงโอกาสในการนำไปใช้งานที่หลากหลาย มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีภายใต้ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างตั้งแต่ -40 ถึง 65 องศาเซลเซียส
จากสมการต่อไปนี้ ร่วมกับปริมาณอ้างอิงอื่น ๆ คงที่ การปรับปรุงกำลังส่งออกสูงสุดและลดมุมกระเจิงของลำแสงสามารถปรับปรุงระยะการวัดของเครื่องวัดระยะได้ ปัจจัย 2 ประการ ได้แก่ ค่ากำลังส่งออกสูงสุดและมุมกระเจิงของลำแสงขนาดเล็ก เลเซอร์โครงสร้างกะทัดรัดพร้อมฟังก์ชันระบายความร้อนด้วยอากาศ ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความสามารถในการวัดระยะของเครื่องวัดระยะแต่ละรุ่น
ส่วนสำคัญในการสร้างเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นที่ปลอดภัยต่อสายตามนุษย์คือเทคนิคออปติคัลพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์ (OPO) ซึ่งรวมถึงตัวเลือกของผลึกแบบไม่เชิงเส้น วิธีการจับคู่เฟส และการออกแบบโครงสร้างภายในของ OPO การเลือกผลึกแบบไม่เชิงเส้นขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์แบบไม่เชิงเส้นสูง เกณฑ์ความต้านทานความเสียหายสูง คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ที่เสถียร และเทคนิคการเจริญเติบโตเต็มที่ ฯลฯ การจับคู่เฟสควรมีความสำคัญเหนือกว่า เลือกวิธีการจับคู่เฟสแบบไม่วิกฤตที่มีมุมรับที่กว้างและมุมออกที่แคบ โครงสร้างโพรง OPO ควรคำนึงถึงประสิทธิภาพและคุณภาพของลำแสงโดยพิจารณาจากความน่าเชื่อถือ เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นเอาต์พุต KTP-OPO ที่มีมุมจับคู่เฟส เมื่อ θ = 90° แสงสัญญาณสามารถส่งออกเลเซอร์ที่ปลอดภัยต่อสายตามนุษย์ได้อย่างแม่นยำ ดังนั้น ผลึกที่ออกแบบจึงถูกตัดตามด้านใดด้านหนึ่ง โดยใช้มุมจับคู่ θ = 90°, φ = 0° นั่นคือใช้วิธีการจับคู่คลาส เมื่อค่าสัมประสิทธิ์แบบไม่เชิงเส้นที่มีประสิทธิภาพของผลึกมีค่ามากที่สุดและไม่มีผลกระทบจากการกระจายตัว
จากการพิจารณาประเด็นข้างต้นอย่างครอบคลุม ประกอบกับระดับการพัฒนาของเทคนิคและอุปกรณ์เลเซอร์ในประเทศปัจจุบัน โซลูชันทางเทคนิคสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพคือ: OPO นำการออกแบบ KTP-OPO แบบโพรงคู่ภายนอกที่ไม่สำคัญ Class II ที่มีการจับคู่เฟสมาใช้ โดย KTP-OPO ทั้ง 2 ตัวจะตกกระทบกันในแนวตั้งในโครงสร้างแบบเรียงต่อกันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงและความน่าเชื่อถือของเลเซอร์ ดังที่แสดงในรูปที่ 1ข้างบน.
แหล่งจ่ายปั๊มคืออาร์เรย์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ระบายความร้อนด้วยตัวนำที่วิจัยและพัฒนาด้วยตนเอง มีรอบการทำงานสูงสุด 2% กำลังไฟฟ้าสูงสุด 100 วัตต์สำหรับแท่งเดียว และกำลังงานรวม 12,000 วัตต์ ปริซึมมุมฉาก กระจกสะท้อนแสงระนาบ และโพลาไรเซอร์ ก่อตัวเป็นโพรงเรโซแนนซ์เอาต์พุตแบบพับที่เชื่อมต่อโพลาไรเซชัน และปริซึมมุมฉากและแผ่นคลื่นจะถูกหมุนเพื่อให้ได้เอาต์พุตการเชื่อมต่อเลเซอร์ขนาด 1064 นาโนเมตรตามที่ต้องการ วิธีการมอดูเลต Q คือการมอดูเลต Q แบบแอคทีฟอิเล็กโทรออปติกแบบแรงดันโดยใช้ผลึก KDP
รูปที่ 1คริสตัล KTP สองอันเชื่อมต่อแบบอนุกรม
ในสมการนี้ Prec คือกำลังงานที่ตรวจจับได้น้อยที่สุด
Pout คือค่าเอาต์พุตสูงสุดของกำลังงาน
D คือช่องรับแสงของระบบออปติกส์
t คือค่าการส่งผ่านของระบบออปติก
θ คือมุมการกระเจิงลำแสงของเลเซอร์
r คืออัตราการสะท้อนของเป้าหมาย
A คือพื้นที่หน้าตัดเทียบเท่าเป้าหมาย
R คือช่วงการวัดที่ใหญ่ที่สุด
σ คือค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของบรรยากาศ
รูปที่ 2:โมดูลอาร์เรย์แท่งรูปโค้งผ่านการพัฒนาตนเอง
โดยมีแท่งคริสตัล YAG อยู่ตรงกลาง
การรูปที่ 2คือแท่งเรียงซ้อนรูปทรงโค้ง โดยวางแท่งคริสตัล YAG เป็นตัวกลางเลเซอร์ภายในโมดูล โดยมีความเข้มข้น 1% เพื่อแก้ปัญหาความขัดแย้งระหว่างการเคลื่อนที่ของเลเซอร์ด้านข้างและการกระจายตัวแบบสมมาตรของเอาต์พุตเลเซอร์ จึงใช้การกระจายตัวแบบสมมาตรของอาร์เรย์ LD ที่มุม 120 องศา แหล่งจ่ายปั๊มมีความยาวคลื่น 1064 นาโนเมตร โมดูลแท่งอาร์เรย์โค้ง 6000 วัตต์สองชุดที่ต่ออนุกรมกันโดยใช้ปั๊มแบบเรียงต่อกันด้วยสารกึ่งตัวนำ พลังงานเอาต์พุตอยู่ที่ 0-250 มิลลิจูล โดยมีความกว้างพัลส์ประมาณ 10 นาโนวินาที และความถี่สูง 20 เฮิรตซ์ ใช้โพรงพับ และเลเซอร์ความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตรจะถูกส่งออกหลังจากผลึกแบบไม่เชิงเส้น KTP แบบเรียงต่อกัน
กราฟ 3ภาพวาดมิติของเลเซอร์พัลส์ความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตร
กราฟ 4:อุปกรณ์ตัวอย่างเลเซอร์พัลส์ความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตร
กราฟ 5:เอาต์พุต 1.57μm
กราฟ 6:ประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งปั๊ม
การปรับการวัดพลังงานเลเซอร์เพื่อวัดกำลังส่งออกของความยาวคลื่น 2 ชนิดตามลำดับ จากกราฟด้านล่าง ผลลัพธ์ของค่าพลังงานคือค่าเฉลี่ยที่ทำงานภายใต้ความถี่ 20 เฮิรตซ์ โดยมีระยะเวลาการทำงาน 1 นาที ในบรรดาพลังงานเหล่านี้ พลังงานที่สร้างโดยเลเซอร์ความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตรมีการเปลี่ยนแปลงตามความสัมพันธ์ของพลังงานจากแหล่งจ่ายปั๊มความยาวคลื่น 1064 นาโนเมตร เมื่อพลังงานจากแหล่งจ่ายปั๊มเท่ากับ 220 มิลลิจูล พลังงานส่งออกของเลเซอร์ความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตรสามารถบรรลุ 80 มิลลิจูล โดยมีอัตราการแปลงสูงถึง 35% เนื่องจากแสงสัญญาณ OPO ถูกสร้างขึ้นภายใต้การทำงานของความหนาแน่นพลังงานของแสงความถี่พื้นฐาน ค่าขีดจำกัดของแสงจึงสูงกว่าค่าขีดจำกัดของแสงความถี่พื้นฐาน 1064 นาโนเมตร และพลังงานส่งออกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากพลังงานปั๊มเกินค่าขีดจำกัดของ OPO ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานเอาต์พุตและประสิทธิภาพ OPO กับพลังงานเอาต์พุตแสงความถี่พื้นฐานแสดงอยู่ในรูป ซึ่งจะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพการแปลงของ OPO สามารถสูงถึง 35%
ในที่สุด ก็สามารถสร้างพัลส์เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น 1.57 ไมโครเมตรที่มีพลังงานมากกว่า 80 มิลลิจูล และความกว้างพัลส์เลเซอร์ 8.5 นาโนวินาทีได้ มุมแยกของลำแสงเลเซอร์ที่ส่งออกผ่านตัวขยายลำแสงเลเซอร์คือ 0.3 มิลลิเรเดียน การจำลองและการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าความสามารถในการวัดระยะของเครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบพัลส์ที่ใช้เลเซอร์ชนิดนี้สามารถเกิน 30 กม. ได้
| ความยาวคลื่น | 1570±5 นาโนเมตร |
| ความถี่ในการทำซ้ำ | 20เฮิรตซ์ |
| มุมการกระเจิงของลำแสงเลเซอร์ (การขยายลำแสง) | 0.3-0.6 มิลลิเรเดียน |
| ความกว้างของพัลส์ | 8.5ns |
| พลังงานพัลส์ | 80มิลลิจูล |
| ชั่วโมงการทำงานต่อเนื่อง | 5 นาที |
| น้ำหนัก | ≤1.2 กก. |
| อุณหภูมิในการทำงาน | -40℃~65℃ |
| อุณหภูมิในการจัดเก็บ | -50℃~65℃ |
นอกเหนือจากการปรับปรุงการลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีของตนเอง การเสริมสร้างความแข็งแกร่งให้กับทีมวิจัยและพัฒนา และพัฒนาระบบนวัตกรรมการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีให้สมบูรณ์แบบแล้ว Lumispot Tech ยังร่วมมือกับสถาบันวิจัยภายนอกอย่างแข็งขัน ทั้งในด้านอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัย และการวิจัย และสร้างความสัมพันธ์อันดีกับผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงในอุตสาหกรรมภายในประเทศ เทคโนโลยีหลักและส่วนประกอบสำคัญได้รับการพัฒนาอย่างอิสระ ส่วนประกอบสำคัญทั้งหมดได้รับการพัฒนาและผลิตอย่างอิสระ และอุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการออกแบบเฉพาะที่ Bright Source Laser ยังคงเร่งพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง และจะยังคงนำเสนอโมดูลวัดระยะเลเซอร์เพื่อความปลอดภัยต่อดวงตาของมนุษย์ที่มีต้นทุนต่ำและเชื่อถือได้มากขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด
เวลาโพสต์: 21 มิ.ย. 2566