ʻO ka Pulse Energy o Er: Nā mea hoʻoili laser aniani

Ma nā kahua o ka laser ranging, ka hoʻolālā pahuhopu, a me LiDAR, ua lilo nā mea hoʻoili laser Er:Glass i mea hoʻohana nui ʻia i nā lasers solid-state mid-infrared ma muli o ko lākou palekana maka maikaʻi loa a me ka hoʻolālā liʻiliʻi. Ma waena o kā lākou mau palena hana, he kuleana koʻikoʻi ka ikehu pulse i ka hoʻoholo ʻana i ka hiki ke ʻike, ka uhi ʻana o ka laulā, a me ka pane ʻana o ka ʻōnaehana holoʻokoʻa. Hāʻawi kēia ʻatikala i kahi loiloi hohonu o ka ikehu pulse o nā mea hoʻoili laser Er:Glass.

1. He aha ka Ikehu Pulse?

ʻO ka ikehu pulse e pili ana i ka nui o ka ikehu i hoʻopuka ʻia e ka laser i kēlā me kēia pulse, i ana pinepine ʻia ma millijoules (mJ). ʻO ia ka huahana o ka mana kiʻekiʻe a me ka lōʻihi o ka pulse: E = P_piko×τ. Ma hea: ʻO E ka ikehu pulse, P_piko ʻo ia ka mana kiʻekiʻe loa,τ ʻo ia ka laulā o ka pulse.

No nā lasers Er:Glass maʻamau e hana ana ma 1535 nm—he nalu lōʻihi ma ke kāʻei palekana maka Papa 1—hiki ke hoʻokō ʻia ka ikehu pulse kiʻekiʻe me ka mālama ʻana i ka palekana, e kūpono loa ai no nā hana lawe lima a me waho.

2. Puke Puʻupuʻu Puʻupuʻu o Er: Nā Lasers aniani

Ma muli o ka hoʻolālā, ke ʻano pamu, a me ka hoʻohana i manaʻo ʻia, hāʻawi nā mea hoʻoili laser Er:Glass kalepa i ka ikehu pulse hoʻokahi mai nā ʻumi o nā microjoules (μJ) i kekahi mau ʻumi o nā millijoules (mJ).

ʻO ka maʻamau, ʻo nā mea hoʻoili laser Er:Glass i hoʻohana ʻia i nā modula ranging miniature he pae ikehu pulse o 0.1 a 1 mJ. No nā mea hoʻolālā pahuhopu lōʻihi, koi ʻia ʻo 5 a 20 mJ, ʻoiai ʻo nā ʻōnaehana koa a ʻoihana paha e ʻoi aku ma mua o 30 mJ, e hoʻohana pinepine ana i nā ʻano hoʻonui dual-rod a i ʻole multi-stage e hoʻokō ai i ka hoʻopuka kiʻekiʻe.

ʻO ka ikehu pulse kiʻekiʻe ka hopena maʻamau i ka hana ʻike ʻoi aku ka maikaʻi, ʻoi aku hoʻi ma lalo o nā kūlana paʻakikī e like me nā hōʻailona hoʻihoʻi nāwaliwali a i ʻole ke komo ʻana o ke kaiapuni ma nā wahi lōʻihi.

3. Nā kumu e pili ana i ka ikehu pulse

①Hana Kumu Pamu

ʻEr: Hoʻopili pinepine ʻia nā lasers aniani e nā diode laser (LD) a i ʻole nā ​​​​kukui uila. Hāʻawi nā LD i ka pono kiʻekiʻe a me ka compactness akā koi i ka mana wela a me ke kaapuni hoʻokele pololei.

②Ka Hoʻohuihui Doping a me ka Lōʻihi o ke Koʻokoʻo

ʻOkoʻa nā pae doping a me ka lōʻihi o ka loaʻa ʻana o nā mea kikowaena like ʻole e like me Er:YSGG a i ʻole Er:Yb:Glass, e hoʻopilikia pololei ana i ka hiki ke mālama i ka ikehu.

③ʻenehana hoʻololi Q

Hoʻomaʻalahi ka hoʻololi Q-passive (e laʻa, me nā kristal Cr:YAG) i ke ʻano akā hāʻawi i ka pololei o ka mana palena. Hāʻawi ka hoʻololi Q-active (e laʻa, me nā cell Pockels) i ke kūpaʻa kiʻekiʻe a me ka kaohi ikehu.

④Hoʻokele Wela

I nā ikehu pulse kiʻekiʻe, he mea nui ka hoʻopuehu wela maikaʻi mai ke koʻokoʻo laser a me ke ʻano o ka hāmeʻa e hōʻoia i ka paʻa a me ke ola lōʻihi o ka hoʻopuka.

4. Hoʻohālikelike i ka Pulse Energy i nā hiʻohiʻona noi

ʻO ke koho ʻana i ka mea hoʻoili laser Er:Glass kūpono e hilinaʻi nui ʻia i ka noi i manaʻo ʻia. Aia ma lalo iho kekahi mau hihia hoʻohana maʻamau a me nā ʻōlelo paipai ikehu pulse e pili ana:

①Nā mea huli laulā laser paʻa lima

Nā hiʻohiʻona: liʻiliʻi, mana haʻahaʻa, nā ana pōkole kiʻekiʻe-alapine

Ikehu Pulse i manaʻo ʻia: 0.5–1 mJ

②Ka Hoʻokele ʻana i nā UAV / Ka Pale ʻana i nā Mea Pale

Nā hiʻohiʻona: waena a lōʻihi, pane wikiwiki, māmā

Ikehu Pulse i Manaʻo ʻia: 1–5 mJ

③Nā Mea Hoʻolālā Pahuhopu Koa

Nā hiʻohiʻona: komo kiʻekiʻe, kū'ē ikaika i ke komo ʻana, alakaʻi hahau lōʻihi

Ikehu Pulse i Manaʻo ʻia: 10–30 mJ

④Nā ʻōnaehana LiDAR

Nā hiʻohiʻona: ka wikiwiki o ka hana hou ʻana, ka nānā ʻana a i ʻole ka hanauna ao kiko

Ikehu Pulse i manaʻo ʻia: 0.1–10 mJ

5. Nā ʻAno Hou: Ikehu Kiʻekiʻe a me ka Pūʻolo Liʻiliʻi

Me ka holomua mau ʻana i ka ʻenehana doping aniani, nā ʻano pamu, a me nā mea wela, ke ulu nei nā mea hoʻoili laser Er:Glass i ka hui pū ʻana o ka ikehu kiʻekiʻe, ka helu hana hou kiʻekiʻe, a me ka miniaturization. No ka laʻana, hiki i nā ʻōnaehana e hoʻohui ana i ka hoʻonui ʻana i nā pae he nui me nā hoʻolālā Q-switched ikaika ke hāʻawi i kēia manawa ma luna o 30 mJ i kēlā me kēia pulse me ka mālama ʻana i kahi kumu ʻano compact.—kūpono no ke ana ʻana no ka lōʻihi a me nā noi pale hilinaʻi kiʻekiʻe.

6. Hopena

ʻO ka ikehu pulse kahi hōʻailona hana koʻikoʻi no ka loiloi a me ke koho ʻana i nā mea hoʻoili laser Er:Glass e pili ana i nā koi noi. Ke hoʻomau nei ka ulu ʻana o nā ʻenehana laser, hiki i nā mea hoʻohana ke hoʻokō i ka hoʻopuka ikehu kiʻekiʻe a me ka laulā ākea i nā mea liʻiliʻi a ʻoi aku ka mana. No nā ʻōnaehana e koi ana i ka hana lōʻihi, ka palekana o ka maka, a me ka hilinaʻi hana, ʻo ka hoʻomaopopo ʻana a me ke koho ʻana i ka laulā ikehu pulse kūpono he mea nui ia no ka hoʻonui ʻana i ka pono a me ka waiwai o ka ʻōnaehana.

Inā ʻoe'Ke ʻimi nei i nā mea hoʻoili laser Er:Glass hana kiʻekiʻe, e ʻoluʻolu e hoʻokaʻaʻike mai iā mākou. Hāʻawi mākou i nā ʻano hoʻohālike like ʻole me nā kikoʻī ikehu pulse mai 0.1 mJ a ʻoi aku ma mua o 30 mJ, kūpono no nā ʻano noi like ʻole ma ka laser ranging, LiDAR, a me ka hoʻolālā target.