லுமிஸ்பாட் டெக்னாலஜி கோ., லிமிடெட், பல வருட ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டின் அடிப்படையில், 80mJ ஆற்றல், 20 Hz மறுநிகழ்வு அதிர்வெண் மற்றும் மனிதக் கண்ணுக்குப் பாதுகாப்பான 1.57μm அலைநீளம் கொண்ட, சிறிய அளவு மற்றும் குறைந்த எடை கொண்ட ஒரு துடிப்பு லேசரை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளது. KTP-OPO-வின் பாதுகாப்புத் திறனை அதிகரிப்பதன் மூலமும், பம்ப் சோர்ஸ் டையோடு லேசர் தொகுதியின் வெளியீட்டை மேம்படுத்துவதன் மூலமும் இந்த ஆராய்ச்சி முடிவு அடையப்பட்டது. சோதனை முடிவுகளின்படி, இந்த லேசர் -45℃ முதல் 65℃ வரையிலான பரந்த இயக்க வெப்பநிலைத் தேவையை சிறந்த செயல்திறனுடன் பூர்த்திசெய்து, சீனாவில் ஒரு மேம்பட்ட நிலையை எட்டியுள்ளது.
துடிப்பு லேசர் தூர அளவி என்பது, இலக்கை நோக்கி செலுத்தப்படும் லேசர் துடிப்பின் நன்மையைக் கொண்டு, உயர்-துல்லியமான தூர அளவிடும் திறன், வலுவான குறுக்கீடு-எதிர்ப்புத் திறன் மற்றும் கச்சிதமான கட்டமைப்பு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்ட ஒரு தூர அளவிடும் கருவியாகும். இந்தத் தயாரிப்பு பொறியியல் அளவீடு மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தத் துடிப்பு லேசர் தூர அளவிடும் முறை, நீண்ட தூர அளவீட்டுப் பயன்பாட்டில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நீண்ட தூர தூர அளவியில், நானோநொடி லேசர் துடிப்புகளை வெளியிடுவதற்கு Q-ஸ்விட்சிங் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, அதிக ஆற்றல் மற்றும் சிறிய கற்றை சிதறல் கோணம் கொண்ட திட-நிலை லேசரைத் தேர்ந்தெடுப்பது மிகவும் விரும்பத்தக்கது.
துடிப்புள்ள லேசர் தொலைவளவி தொடர்பான போக்குகள் பின்வருமாறு:
(1) மனித கண்ணுக்கு பாதுகாப்பான லேசர் ரேஞ்ச்ஃபைண்டர்: 1.57um ஆப்டிகல் பாராமெட்ரிக் ஆஸிலேட்டர், பெரும்பாலான தூர அளவீட்டுத் துறைகளில் பாரம்பரிய 1.06um அலைநீள லேசர் ரேஞ்ச்ஃபைண்டரின் நிலையை படிப்படியாக மாற்றி வருகிறது.
(2) சிறிய அளவு மற்றும் குறைந்த எடை கொண்ட மினியேச்சரைஸ் செய்யப்பட்ட ரிமோட் லேசர் ரேஞ்ச்ஃபைண்டர்.
கண்டறிதல் மற்றும் பிம்பமாக்கல் அமைப்புகளின் செயல்திறன் மேம்பட்டு வருவதால், 20 கி.மீ. தொலைவிற்கு அப்பால் 0.1 மீ² அளவுள்ள சிறிய இலக்குகளை அளவிடக்கூடிய தொலைநிலை லேசர் தூர அளவிகள் தேவைப்படுகின்றன. எனவே, உயர் செயல்திறன் கொண்ட லேசர் தூர அளவியைப் பற்றி ஆய்வு செய்வது அவசரத் தேவையாக உள்ளது.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், லூமிஸ்பாட் டெக் நிறுவனம், சிறிய கற்றை சிதறல் கோணம் மற்றும் உயர் இயக்க செயல்திறன் கொண்ட 1.57um அலைநீளம் உடைய, கண்களுக்குப் பாதுகாப்பான திட நிலை லேசரின் ஆராய்ச்சி, வடிவமைப்பு, உற்பத்தி மற்றும் விற்பனையில் கவனம் செலுத்தி வருகிறது.
சமீபத்தில், சிறிய அளவிலான தொலைதூர லேசர் தொலைவளவி குறித்த ஆராய்ச்சியின் நடைமுறைத் தேவையின் விளைவாக, லூமிஸ்பாட் டெக் நிறுவனம், அதிக உச்ச சக்தி மற்றும் கச்சிதமான கட்டமைப்பைக் கொண்ட, 1.57 மைக்ரான் கண்களுக்குப் பாதுகாப்பான அலைநீளமுள்ள காற்றால் குளிர்விக்கப்படும் லேசரை வடிவமைத்தது. சோதனைக்குப் பிறகு, இந்த லேசர் பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டிருப்பதுடன், -40 முதல் 65 டிகிரி செல்சியஸ் வரையிலான பரந்த இயக்க வெப்பநிலையில் சிறந்த செயல்திறனையும், வலுவான சுற்றுச்சூழல் ஏற்புத்தன்மையையும் வெளிப்படுத்தியுள்ளது.
பின்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம், மற்ற குறிப்புகளின் அளவை நிலையாக வைத்துக்கொண்டு, உச்ச வெளியீட்டுத் திறனை அதிகரிப்பதன் மூலமும் கற்றைச் சிதறல் கோணத்தைக் குறைப்பதன் மூலமும், தொலைவளவியின் அளவிடும் தூரத்தை மேம்படுத்த முடியும். இதன் விளைவாக, உச்ச வெளியீட்டுத் திறனின் மதிப்பு மற்றும் காற்று குளிர்விக்கும் செயல்பாட்டைக் கொண்ட சிறிய கற்றைச் சிதறல் கோண லேசர் ஆகிய இரண்டு காரணிகளே ஒரு குறிப்பிட்ட தொலைவளவியின் தூர அளவீட்டுத் திறனைத் தீர்மானிக்கும் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.
மனிதக் கண்ணுக்குப் பாதுகாப்பான அலைநீளத்துடன் கூடிய லேசரை உருவாக்குவதில் ஆப்டிகல் பாராமெட்ரிக் ஆஸிலேட்டர் (OPO) நுட்பமே முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. இதில் நேரியல் அல்லாத படிகம், கட்டப் பொருத்த முறை மற்றும் OPO-வின் உள்ளகக் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு போன்ற தேர்வுகள் அடங்கும். நேரியல் அல்லாத படிகத்தின் தேர்வு, அதன் பெரிய நேரியல் அல்லாத குணகம், அதிக சேத எதிர்ப்பு வரம்பு, நிலையான வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள், மற்றும் முதிர்ந்த வளர்ச்சி நுட்பங்கள் போன்றவற்றைப் பொறுத்தது; கட்டப் பொருத்தத்திற்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்பட வேண்டும். பெரிய ஏற்புக் கோணம் மற்றும் சிறிய விலகல் கோணம் கொண்ட, முக்கியமற்ற கட்டப் பொருத்த முறையைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்; நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்யும் அடிப்படையில், OPO குழி அமைப்பானது செயல்திறன் மற்றும் கற்றையின் தரத்தைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். கட்டப் பொருத்தக் கோணத்துடன் கூடிய KTP-OPO வெளியீட்டு அலைநீளத்தின் மாற்ற வளைவில், θ=90° ஆக இருக்கும்போது, சமிக்ஞை ஒளியானது மனிதக் கண்ணுக்குப் பாதுகாப்பான லேசரைத் துல்லியமாக வெளியிடும். எனவே, வடிவமைக்கப்பட்ட படிகம் ஒரு பக்கமாக வெட்டப்பட்டு, கோணப் பொருத்தத்திற்கு θ=90°, φ=0° பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதாவது, படிகத்தின் செயல்திறன் மிக்க நேரியல் அல்லாத குணகம் மிகப் பெரியதாகவும், சிதறல் விளைவு இல்லாததாகவும் இருக்கும்போது, வகுப்புப் பொருத்த முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது.
மேற்கண்ட சிக்கலை முழுமையாகப் பரிசீலித்ததன் அடிப்படையிலும், தற்போதைய உள்நாட்டு லேசர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் உபகரணங்களின் வளர்ச்சி நிலையையும் இணைத்து, உகந்த தொழில்நுட்பத் தீர்வு பின்வருமாறு: OPO ஆனது, இரண்டாம் வகுப்பு (Class II) மாறுபடுதன்மையற்ற கட்டப் பொருத்த வெளிப்புறக் குழி இரட்டைக் குழி KTP-OPO வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது; மாற்றத் திறனையும் லேசர் நம்பகத்தன்மையையும் மேம்படுத்துவதற்காக, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த 2 KTP-OPO-க்களும் ஒரு தொடர் அமைப்பில் செங்குத்தாகப் படுகின்றன.படம் 1மேலே.
பம்ப் மூலமானது, சுயமாக ஆராய்ச்சி செய்து உருவாக்கப்பட்ட கடத்தும் குளிர்விக்கப்பட்ட குறைக்கடத்தி லேசர் வரிசையாகும். இது அதிகபட்சம் 2% பணிச் சுழற்சி, ஒற்றைப் பட்டைக்கு 100W உச்ச சக்தி மற்றும் 12,000W மொத்த வேலை செய்யும் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது. செங்கோணப் பட்டகம், தள முழு-பிரதிபலிப்புக் கண்ணாடி மற்றும் போலரைசர் ஆகியவை ஒரு மடிக்கப்பட்ட துருவமுனைப்பு இணைந்த வெளியீட்டு அதிர்வு குழிவை உருவாக்குகின்றன. மேலும், விரும்பிய 1064 nm லேசர் இணைப்பு வெளியீட்டைப் பெறுவதற்காக செங்கோணப் பட்டகமும் அலைத்தட்டும் சுழற்றப்படுகின்றன. Q பண்பேற்ற முறையானது, KDP படிகத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு அழுத்தப்பட்ட செயல்திறன் மிக்க மின்-ஒளியியல் Q பண்பேற்றமாகும்.
படம் 1தொடராக இணைக்கப்பட்ட இரண்டு KTP படிகங்கள்
இந்தச் சமன்பாட்டில், Prec என்பது கண்டறியக்கூடிய மிகச்சிறிய வேலைத்திறன் ஆகும்;
Pout என்பது வேலைத் திறனின் உச்சபட்ச வெளியீட்டு மதிப்பாகும்.
D என்பது பெறும் ஒளியியல் அமைப்பின் துளை ஆகும்;
t என்பது ஒளியியல் அமைப்பின் ஊடுருவல் திறன் ஆகும்;
θ என்பது லேசரின் உமிழும் கற்றை சிதறல் கோணம் ஆகும்;
r என்பது இலக்கின் பிரதிபலிப்பு வீதம் ஆகும்.
A என்பது இலக்குக்கு நிகரான குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு ஆகும்;
R என்பது மிகப்பெரிய அளவீட்டு வரம்பு ஆகும்.
σ என்பது வளிமண்டல உள்ளீர்ப்பு குணகம் ஆகும்.
படம் 2சுய மேம்பாட்டின் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட வளைவு வடிவப் பட்டை வரிசைத் தொகுதி
நடுவில் YAG படிகத் தண்டுடன்.
திபடம் 2வளைந்த வடிவப் பட்டை அடுக்குகளில், YAG படிகத் தண்டுகள் 1% செறிவுடன் தொகுதியின் உள்ளே லேசர் ஊடகமாக வைக்கப்பட்டுள்ளன. பக்கவாட்டு லேசர் இயக்கத்திற்கும் லேசர் வெளியீட்டின் சமச்சீர் பரவலுக்கும் இடையிலான முரண்பாட்டைத் தீர்க்க, 120 டிகிரி கோணத்தில் LD வரிசையின் சமச்சீர் பரவல் பயன்படுத்தப்பட்டது. பம்ப் மூலமானது 1064nm அலைநீளம் கொண்டது; தொடரிணைப்பில் உள்ள இரண்டு 6000W வளைந்த வரிசைப் பட்டைத் தொகுதிகள் குறைக்கடத்தி டேன்டம் பம்பிங் செய்கின்றன. வெளியீட்டு ஆற்றல் 0-250mJ ஆகும், இதன் துடிப்பு அகலம் சுமார் 10ns மற்றும் அதிர்வெண் 20Hz ஆகும். ஒரு மடிக்கப்பட்ட குழி பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் 1.57μm அலைநீள லேசர் ஒரு டேன்டம் KTP நேரியல் அல்லாத படிகத்திற்குப் பிறகு வெளியிடப்படுகிறது.
வரைபடம் 31.57um அலைநீளத் துடிப்புள்ள லேசரின் பரிமாண வரைபடம்
வரைபடம் 4:1.57um அலைநீள துடிப்புள்ள லேசர் மாதிரி உபகரணங்கள்
வரைபடம் 5:1.57μm வெளியீடு
வரைபடம் 6:பம்ப் மூலத்தின் மாற்றத் திறன்
இரண்டு வகையான அலைநீளங்களின் வெளியீட்டுத் திறனை அளவிட, லேசர் ஆற்றல் அளவீட்டைத் தழுவி அமைத்தல். கீழே காட்டப்பட்டுள்ள வரைபடத்தின்படி, 20Hz மற்றும் 1 நிமிட இயக்கக் காலத்தின் கீழ் செயல்பட்டபோது கிடைத்த ஆற்றல் மதிப்பின் சராசரி மதிப்பே இதன் முடிவாகும். அவற்றுள், 1.57um அலைநீள லேசரால் உருவாக்கப்பட்ட ஆற்றலானது, 1064nm அலைநீள பம்ப் மூல ஆற்றலுடனான தொடர்பில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது. பம்ப் மூலத்தின் ஆற்றல் 220mJ ஆக இருக்கும்போது, 1.57um அலைநீள லேசரின் வெளியீட்டு ஆற்றல் 80mJ-ஐ அடைய முடிகிறது, இதன் மாற்ற விகிதம் 35% வரை உள்ளது. OPO சிக்னல் ஒளியானது, அடிப்படை அதிர்வெண் ஒளியின் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றல் அடர்த்தியின் செயல்பாட்டின் கீழ் உருவாக்கப்படுவதால், அதன் தொடக்க மதிப்பு 1064 nm அடிப்படை அதிர்வெண் ஒளியின் தொடக்க மதிப்பை விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் பம்ப் ஆற்றல் OPO தொடக்க மதிப்பைத் தாண்டிய பிறகு அதன் வெளியீட்டு ஆற்றல் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. அடிப்படை அதிர்வெண் ஒளி வெளியீட்டு ஆற்றலுடன் OPO வெளியீட்டு ஆற்றல் மற்றும் செயல்திறனுக்கு இடையேயான தொடர்பு படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது, இதிலிருந்து OPO-வின் மாற்றும் செயல்திறன் 35% வரை அடைய முடியும் என்பதைக் காணலாம்.
இறுதியாக, 80mJ-க்கும் அதிகமான ஆற்றல் மற்றும் 8.5ns லேசர் துடிப்பு அகலம் கொண்ட 1.57μm அலைநீள லேசர் துடிப்பு வெளியீட்டைப் பெற முடியும். லேசர் கற்றை விரிப்பான் வழியாக வெளியாகும் லேசர் கற்றையின் விலகல் கோணம் 0.3mrad ஆகும். இந்த லேசரைப் பயன்படுத்தும் ஒரு துடிப்புள்ள லேசர் தொலைவளவியின் தொலைவு அளவிடும் திறன் 30 கி.மீ-ஐத் தாண்டும் என்று உருவகப்படுத்துதல்களும் பகுப்பாய்வுகளும் காட்டுகின்றன.
| அலைநீளம் | 1570±5nm |
| மீண்டும் நிகழும் அதிர்வெண் | 20Hz |
| லேசர் கற்றை சிதறல் கோணம் (கற்றை விரிவாக்கம்) | 0.3-0.6 மி.ரேடியன் |
| துடிப்பு அகலம் | 8.5ns |
| துடிப்பு ஆற்றல் | 80mJ |
| தொடர்ச்சியான வேலை நேரம் | 5 நிமிடம் |
| எடை | ≤1.2 கிலோ |
| செயல்பாட்டு வெப்பநிலை | -40℃ முதல் 65℃ வரை |
| சேமிப்பு வெப்பநிலை | -50℃ முதல் 65℃ வரை |
தனது சொந்த தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முதலீட்டை அதிகரிப்பது, ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுக் குழுவின் கட்டமைப்பை வலுப்படுத்துவது மற்றும் தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுப் புத்தாக்க அமைப்பைச் செம்மைப்படுத்துவது ஆகியவற்றுடன் கூடுதலாக, லூமிஸ்பாட் டெக் நிறுவனம், தொழில்-பல்கலைக்கழக-ஆராய்ச்சித் துறையில் உள்ள வெளி ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களுடன் தீவிரமாக ஒத்துழைக்கிறது, மேலும் உள்நாட்டுப் புகழ்பெற்ற தொழில் வல்லுநர்களுடன் ஒரு நல்ல ஒத்துழைப்பு உறவை ஏற்படுத்தியுள்ளது. முக்கிய தொழில்நுட்பம் மற்றும் முக்கிய பாகங்கள் சுயாதீனமாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, அனைத்து முக்கிய பாகங்களும் சுயாதீனமாக உருவாக்கப்பட்டு தயாரிக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் அனைத்து சாதனங்களும் உள்நாட்டிலேயே தயாரிக்கப்பட்டுள்ளன. பிரைட் சோர்ஸ் லேசர் நிறுவனம் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி மற்றும் புத்தாக்கத்தின் வேகத்தைத் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் சந்தைத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக குறைந்த விலை மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மை கொண்ட மனிதக் கண் பாதுகாப்பு லேசர் ரேஞ்ச்ஃபைண்டர் மாட்யூல்களைத் தொடர்ந்து அறிமுகப்படுத்தும்.
பதிவிட்ட நேரம்: ஜூன்-21-2023
