ในด้านการวัดระยะด้วยเลเซอร์ การกำหนดเป้าหมาย และ LiDAR เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass ได้กลายเป็นเลเซอร์โซลิดสเตทช่วงอินฟราเรดกลางที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความปลอดภัยต่อดวงตาที่ดีเยี่ยมและมีขนาดกะทัดรัด ในบรรดาพารามิเตอร์ด้านประสิทธิภาพ พลังงานพัลส์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความสามารถในการตรวจจับ การครอบคลุมระยะ และการตอบสนองโดยรวมของระบบ บทความนี้จะนำเสนอการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับพลังงานพัลส์ของเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass
1. พลังงานพัลส์คืออะไร?
พลังงานพัลส์ หมายถึงปริมาณพลังงานที่เลเซอร์ปล่อยออกมาในแต่ละพัลส์ โดยทั่วไปวัดเป็นมิลลิจูล (mJ) ซึ่งเป็นผลคูณของกำลังสูงสุดและระยะเวลาของพัลส์: E = Pจุดสูงสุด×τโดยที่: E คือพลังงานพัลส์, P คือพลังงานของพัลส์จุดสูงสุด คือกำลังสูงสุดτ คือความกว้างของพัลส์
สำหรับเลเซอร์ Er:Glass ทั่วไปที่ทำงานที่ความยาวคลื่น 1535 นาโนเมตร-ความยาวคลื่นในช่วงคลื่นที่ปลอดภัยต่อดวงตา ระดับ 1-สามารถสร้างพลังงานพัลส์สูงได้โดยยังคงรักษาความปลอดภัย ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานแบบพกพาและกลางแจ้ง
2. ช่วงพลังงานพัลส์ของเลเซอร์ Er:Glass
ขึ้นอยู่กับการออกแบบ วิธีการปั๊ม และการใช้งานที่ตั้งใจไว้ เครื่องส่งเลเซอร์ Er:Glass เชิงพาณิชย์จะให้พลังงานพัลส์เดี่ยวตั้งแต่หลายสิบไมโครจูล (μJ) ถึงหลายสิบมิลลิจูล (mJ)
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass ที่ใช้ในโมดูลวัดระยะขนาดเล็กจะมีช่วงพลังงานพัลส์อยู่ที่ 0.1 ถึง 1 มิลลิจูล สำหรับเครื่องกำหนดเป้าหมายระยะไกล โดยทั่วไปแล้วจะต้องการพลังงาน 5 ถึง 20 มิลลิจูล ในขณะที่ระบบระดับทางการทหารหรืออุตสาหกรรมอาจมีพลังงานเกิน 30 มิลลิจูล ซึ่งมักใช้โครงสร้างการขยายสัญญาณแบบแท่งคู่หรือหลายขั้นตอนเพื่อให้ได้เอาต์พุตที่สูงขึ้น
โดยทั่วไป พลังงานพัลส์ที่สูงขึ้นจะส่งผลให้ประสิทธิภาพการตรวจจับดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่ท้าทาย เช่น สัญญาณสะท้อนกลับที่อ่อน หรือการรบกวนจากสิ่งแวดล้อมในระยะไกล
3. ปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานพัลส์
①ประสิทธิภาพแหล่งปั๊ม
เลเซอร์ชนิดแก้วโดยทั่วไปจะถูกกระตุ้นด้วยไดโอดเลเซอร์ (LD) หรือหลอดไฟแฟลช ไดโอดเลเซอร์มีประสิทธิภาพและขนาดกะทัดรัดกว่า แต่ต้องการการควบคุมอุณหภูมิและวงจรขับเคลื่อนที่แม่นยำ
②ความเข้มข้นของสารโดปและความยาวแท่ง
วัสดุตัวนำที่แตกต่างกัน เช่น Er:YSGG หรือ Er:Yb:Glass มีระดับการเจือปนและความยาวการขยายสัญญาณที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความจุในการกักเก็บพลังงาน
③เทคโนโลยี Q-Switching
การสวิตช์ Q แบบพาสซีฟ (เช่น ด้วยผลึก Cr:YAG) ช่วยลดความซับซ้อนของโครงสร้าง แต่ให้ความแม่นยำในการควบคุมที่จำกัด การสวิตช์ Q แบบแอคทีฟ (เช่น ด้วยเซลล์ Pockels) ให้ความเสถียรและการควบคุมพลังงานที่สูงกว่า
④การจัดการความร้อน
ที่ระดับพลังงานพัลส์สูง การระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพจากแท่งเลเซอร์และโครงสร้างของอุปกรณ์เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพของเอาต์พุตและอายุการใช้งานที่ยาวนาน
4. การปรับพลังงานพัลส์ให้เหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งาน
การเลือกตัวส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass ที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานที่ต้องการเป็นอย่างมาก ด้านล่างนี้คือตัวอย่างการใช้งานทั่วไปและคำแนะนำเกี่ยวกับพลังงานพัลส์ที่เหมาะสม:
①เครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบพกพา
คุณสมบัติ: ขนาดกะทัดรัด ใช้พลังงานต่ำ วัดได้ในระยะสั้นด้วยความถี่สูง
พลังงานพัลส์ที่แนะนำ: 0.5-1 มิลลิจูล
②การวัดระยะด้วยโดรน / การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง
คุณสมบัติ: ระยะกลางถึงไกล, ตอบสนองเร็ว, น้ำหนักเบา
พลังงานพัลส์ที่แนะนำ: 1-5 มิลลิจูล
③เครื่องกำหนดเป้าหมายทางทหาร
คุณสมบัติ: พลังทะลุทะลวงสูง ป้องกันการรบกวนได้ดี ระบบนำทางโจมตีระยะไกล
พลังงานพัลส์ที่แนะนำ: 10-30 มิลลิจูล
④ระบบ LiDAR
คุณสมบัติ: อัตราการทำซ้ำสูง, การสแกน หรือการสร้างจุดเมฆ (point cloud)
พลังงานพัลส์ที่แนะนำ: 0.1-10 มิลลิจูล
5. แนวโน้มในอนาคต: พลังงานสูงและบรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัด
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีการเจือสารในแก้ว โครงสร้างปั๊ม และวัสดุถ่ายเทความร้อน เครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass กำลังพัฒนาไปสู่การผสมผสานระหว่างพลังงานสูง อัตราการทำซ้ำสูง และขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ระบบที่รวมการขยายสัญญาณหลายขั้นตอนเข้ากับการออกแบบ Q-switched แบบแอคทีฟ สามารถให้พลังงานได้มากกว่า 30 มิลลิจูลต่อพัลส์ ในขณะที่ยังคงรักษาขนาดที่กะทัดรัดไว้ได้-เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดระยะไกลและการใช้งานด้านการป้องกันประเทศที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง
6. บทสรุป
พลังงานพัลส์เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับการประเมินและเลือกเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass โดยพิจารณาจากข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน เนื่องจากเทคโนโลยีเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ผู้ใช้จึงสามารถบรรลุผลลัพธ์ด้านพลังงานที่สูงขึ้นและระยะการส่งสัญญาณที่ไกลขึ้นในอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กลงและประหยัดพลังงานมากขึ้น สำหรับระบบที่ต้องการประสิทธิภาพในระยะไกล ความปลอดภัยต่อดวงตา และความน่าเชื่อถือในการใช้งาน การทำความเข้าใจและเลือกช่วงพลังงานพัลส์ที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพและมูลค่าของระบบให้สูงสุด
ถ้าคุณ-หากคุณกำลังมองหาเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์ Er:Glass ประสิทธิภาพสูง โปรดติดต่อเรา เรามีให้เลือกหลายรุ่นที่มีพลังงานพัลส์ตั้งแต่ 0.1 มิลลิจูล ถึงมากกว่า 30 มิลลิจูล เหมาะสำหรับงานหลากหลายด้าน เช่น การวัดระยะด้วยเลเซอร์, LiDAR และการกำหนดเป้าหมาย
วันที่เผยแพร่: 28 กรกฎาคม 2568