Miturut mekanisme generasi beda laser infra merah gelombang cendhak, ana telung jinis laser infra merah gelombang cendhak, yaiku laser semikonduktor, laser serat lan laser solid-state.Antarane wong-wong mau, laser solid-state bisa dipérang dadi laser solid-state adhedhasar konversi dawa gelombang nonlinear optik lan laser solid-state sing langsung ngasilake laser infra merah gelombang cendhak saka bahan kerja laser.
Laser semikonduktor nggunakake bahan semikonduktor minangka bahan kerja laser, lan dawa gelombang laser output ditemtokake dening celah pita bahan semikonduktor.Kanthi pangembangan ilmu material, pita energi saka bahan semikonduktor bisa disesuaikan karo dawa gelombang laser sing luwih akeh liwat teknik pita energi.Mulane, sawetara dawa gelombang laser infra merah gelombang cendhak bisa dipikolehi nganggo laser semikonduktor.
Bahan kerja laser khas laser semikonduktor inframerah gelombang pendek yaiku bahan fosfor.Contone, laser semikonduktor indium phosphide kanthi ukuran aperture 95 μm nduweni dawa gelombang laser output 1,55 μm lan 1,625 μm, lan daya wis tekan 1,5 W.
Laser serat nggunakake serat kaca langka-bumi-doped minangka medium laser lan laser semikonduktor minangka sumber pump.Nduwe karakteristik sing apik kayata ambang rendah, efisiensi konversi dhuwur, kualitas balok output sing apik, struktur sing sederhana, lan linuwih.Uga bisa njupuk kauntungan saka spektrum sudhut radiation ion bumi langka kanggo mbentuk laser serat tunable kanthi nambah unsur optik Milih kayata gratings ing resonator laser.Laser serat wis dadi arah penting ing pangembangan teknologi laser.
1.Solid-state laser
Media gain laser solid-state sing bisa langsung ngasilake laser infra merah gelombang cendhak utamane Er: kristal YAG lan keramik, lan kaca Er-doped.Laser solid-state adhedhasar Er: YAG kristal lan keramik bisa langsung output 1.645μm short-gelombang laser infrared, kang titik panas ing riset laser infra merah gelombang cendhak ing taun anyar [3-5].Saiki, energi pulsa Er: YAG laser nggunakake elektro-optik utawa acousto-optik Q-switching wis tekan sawetara kanggo puluhan mJ, jembaré pulsa saka puluhan ns, lan frekuensi pengulangan saka puluhan kanggo ewu Hz.Yen laser semikonduktor 1,532 μm digunakake minangka sumber pump, Iku bakal duwe kaluwihan gedhe ing lapangan laser pengintaian aktif lan countermeasures laser, utamané efek siluman ing piranti warning laser khas.
Laser kaca Er wis struktur kompak, biaya kurang, bobot entheng, lan bisa éling operasi Q-ngalih.Iki minangka sumber cahya sing disenengi kanggo deteksi aktif laser inframerah gelombang cendhak.Nanging, amarga papat shortcomings bahan kaca Er: First, dawa gelombang tengah spektrum panyerepan punika 940 nm utawa 976 nm, kang ndadekake lamp pumping angel kanggo entuk;Kapindho, nyiapake bahan kaca Er angel lan ora gampang nggawe ukuran gedhe;Katelu, kaca Er Materi nduweni sifat termal sing kurang, lan ora gampang entuk operasi frekuensi bola-bali kanggo wektu sing suwe, apamaneh operasi terus-terusan;papat, ora ana materi Q-switching cocok.Sanajan riset laser inframerah gelombang cendhak adhedhasar kaca Er tansah narik kawigaten manungsa waé, amarga papat alasan ing ndhuwur, ora ana produk sing metu.Nganti 1990, kanthi munculé bar laser semikonduktor kanthi dawa gelombang 940 nm lan 980 nm, lan munculé bahan panyerepan jenuh kayata Co2 +: MgAl2O4 (kobalt-doped magnesium aluminate), loro bottlenecks utama sumber pompa lan Q-switching. padha rusak.Riset babagan laser kaca wis dikembangake kanthi cepet.Utamané ing taun anyar, negara sandi miniatur Er kaca modul laser, kang nyawiji sumber pump semikonduktor, kaca Er lan growong resonant, abot ora luwih saka 10 g, lan kapasitas produksi kumpulan cilik 50 kW modul daya puncak.Nanging, amarga kinerja termal miskin saka materi kaca Er, frekuensi pengulangan modul laser isih relatif kurang.Frekuensi laser saka modul 50 kW mung 5 Hz, lan frekuensi laser maksimum modul 20 kW yaiku 10 Hz, sing mung bisa digunakake ing aplikasi frekuensi rendah.
Output laser 1.064 μm dening laser pulsed Nd:YAG nduweni daya puncak nganti megawatt.Nalika cahya koheren sing kuwat ngliwati sawetara bahan khusus, foton kasebut kasebar kanthi inelastis ing molekul materi, yaiku, foton diserap lan ngasilake foton frekuensi rendah.Ana rong jinis zat sing bisa entuk efek konversi frekuensi iki: siji yaiku kristal nonlinear, kayata KTP, LiNbO3, lan liya-liyane;liyane yaiku gas tekanan dhuwur kayata H2.Selehake ing rongga resonansi optik kanggo mbentuk osilator parametrik optik (OPO).
OPO adhedhasar gas tekanan dhuwur biasane nuduhake osilator parametrik cahya Raman sing dirangsang.Lampu pompa sebagian diserap lan ngasilake gelombang cahya frekuensi rendah.Laser Raman sing diwasa nggunakake laser 1.064 μm kanggo ngompa gas H2 tekanan dhuwur kanggo entuk laser infra merah gelombang pendek 1.54 μm.
GAMBAR 1
Aplikasi khas sistem GV infra merah gelombang pendek yaiku pencitraan jarak jauh ing wayah wengi.Iluminator laser kudu dadi laser infra merah gelombang pendek pulsa kanthi daya puncak sing dhuwur, lan frekuensi pengulangan kudu konsisten karo frekuensi pigura kamera strobed.Miturut status saiki laser infra merah gelombang cendhak ing ngarep lan ing luar negeri, diode-pompa Er: laser YAG lan OPO basis 1,57 μm laser ngalangi negara pilihan sing paling apik.Frekuensi pengulangan lan daya puncak miniatur laser kaca Er isih perlu ditingkatake.3.Aplikasi laser infra merah gelombang pendek ing anti-reconnaissance fotoelektrik
Inti saka anti-pengintaian laser inframerah gelombang cendhak yaiku kanggo nyirnakake peralatan pengintaian optoelektronik mungsuh sing digunakake ing pita inframerah gelombang pendek kanthi sinar laser infra merah gelombang cendhak, supaya bisa entuk informasi target sing salah utawa ora bisa digunakake kanthi normal, utawa malah detektor rusak.Ana rong cara anti-reconnaissance laser infra merah gelombang pendek, yaiku gangguan penipuan jarak menyang rangefinder laser sing aman kanggo mripat manungsa lan karusakan penindasan ing kamera inframerah gelombang pendek.
1.1 Interferensi penipuan jarak kanggo rangefinder laser safety mripat manungsa
Rangefinder laser pulsed ngowahi jarak antarane target lan target kanthi interval wektu pulsa laser bolak-balik antarane titik peluncuran lan target.Yen detector rangefinder nampa pulsa laser liyane sadurunge sinyal kumandhang dibayangke saka target tekan titik Bukak, iku bakal mungkasi wektu, lan kadohan diowahi ora kadohan nyata saka target, nanging luwih cilik saka jarak nyata saka target.Jarak palsu, sing entuk tujuan ngapusi jarak rangefinder.Kanggo rangefinder laser sing aman kanggo mripat, laser pulsa inframerah gelombang cendhak kanthi dawa gelombang sing padha bisa digunakake kanggo ngleksanakake gangguan penipuan jarak.
Laser sing ngleksanakake gangguan ngapusi jarak saka rangefinder simulates bayangan kasebar saka target kanggo laser, supaya daya puncak laser banget kurang, nanging loro kondisi ing ngisor iki kudu ketemu:
1) Panjang gelombang laser kudu padha karo dawa gelombang kerja saka rangefinder sing diganggu.Filter interferensi dipasang ing ngarep detektor rangefinder, lan bandwidth sempit banget.Laser karo dawa gelombang liyane saka dawa gelombang digunakake ora bisa tekan lumahing fotosensitif detektor.Malah laser 1,54 μm lan 1,57 μm kanthi dawa gelombang sing padha ora bisa ngganggu siji liyane.
2) Frekuensi pengulangan laser kudu cukup dhuwur.Detektor rangefinder nanggapi sinyal laser sing tekan permukaan fotosensitif mung nalika jarak diukur.Kanggo entuk interferensi sing efektif, pulsa interferensi kudu paling sethithik mlebu menyang gerbang gelombang rangefinder 2 nganti 3 pulsa.Gapura sawetara sing bisa digayuh saiki ana ing urutan μs, mula laser sing ngganggu kudu duwe frekuensi pengulangan sing dhuwur.Njupuk jarak target 3 km minangka conto, wektu sing dibutuhake kanggo laser bolak-balik sapisan yaiku 20 μs.Yen paling ora 2 pulsa mlebu, frekuensi pengulangan laser kudu tekan 50 kHz.Yen jarak minimal rangefinder laser yaiku 300 m, frekuensi pengulangan jammer ora bisa luwih murah tinimbang 500 kHz.Mung laser semikonduktor lan laser serat bisa entuk tingkat pengulangan sing dhuwur.
1.2 Gangguan suppressive lan karusakan kanggo kamera infra merah gelombang cendhak
Minangka komponen inti saka sistem imaging infra merah gelombang cendhak, kamera infra merah gelombang cendhak nduweni daya optik respon dinamis winates saka detektor bidang fokus InGaAs.Yen daya optik kedadeyan ngluwihi wates ndhuwur kisaran dinamis, jenuh bakal kelakon, lan detektor ora bisa nindakake pencitraan normal.Daya sing luwih dhuwur Laser bakal nyebabake karusakan permanen ing detektor.
Laser semikonduktor daya puncak sing terus-terusan lan kurang lan laser serat kanthi frekuensi pengulangan dhuwur cocok kanggo gangguan supresi terus-terusan saka kamera inframerah gelombang pendek.Terus iradiasi kamera infra merah gelombang cekak kanthi laser.Amarga efek kondensasi lensa optik gedhe-gedhe, area sing digayuh dening titik nyebar laser ing bidang fokus InGaAs jenuh banget, mula ora bisa digambar kanthi normal.Mung sawise iradiasi laser mandheg kanggo sawetara wektu, kinerja imaging mboko sithik bisa bali menyang normal.
Miturut asil riset pirang-pirang taun lan pangembangan produk countermeasure aktif laser ing pita inframerah sing katon lan cedhak lan macem-macem tes efektivitas karusakan lapangan, mung laser pulsa cendhak kanthi daya puncak megawatt lan ndhuwur bisa nyebabake karusakan sing ora bisa dibatalake. kamera ing jarak kilometer adoh.karusakan.Apa efek karusakan bisa digayuh, daya puncak laser minangka kunci.Sanalika daya puncak luwih dhuwur tinimbang ambang karusakan detektor, pulsa siji bisa ngrusak detektor.Saka perspektif kangelan desain laser, boros panas lan konsumsi daya, frekuensi pengulangan laser ora kudu tekan pigura tingkat kamera utawa malah luwih, lan 10 Hz kanggo 20 Hz bisa ketemu aplikasi pertempuran nyata.Mesthine, kamera inframerah gelombang pendek ora ana sing istiméwa.
Detektor bidang fokus InGaAs kalebu CCD bombardment elektron adhedhasar fotokatoda migrasi elektron InGaAs/InP lan CMOS sing banjur dikembangake.Ambang jenuh lan karusakan padha ing urutan gedhene kaya CCD / CMOS basis Si, nanging detektor basis InGaAs / InP durung dipikolehi.Data ambang kejenuhan lan karusakan saka CCD / COMS.
Miturut status laser inframerah gelombang pendek saiki ing omah lan ing luar negeri, laser solid-state frekuensi bola-bali 1.57 μm adhedhasar OPO isih dadi pilihan sing paling apik kanggo karusakan laser menyang CCD / COMS.Kinerja seng nembus atmosfer dhuwur lan daya puncak dhuwur laser pulsa singkat Jangkoan titik cahya lan siji pulsa ciri efektif ketok kanggo daya mateni alus saka sistem optoelektronik long-distance dilengkapi kamera inframerah short-gelombang.
2. Kesimpulan
Laser inframerah gelombang cendhak kanthi dawane gelombang antara 1.1 μm lan 1.7 μm nduweni transmisi atmosfer sing dhuwur lan kemampuan sing kuat kanggo nembus kabut, udan, salju, kumelun, wedhi lan bledug.Iku ora katon kanggo peralatan sesanti wengi kurang cahya tradisional.Laser ing pita 1.4 μm nganti 1.6 μm aman kanggo mripat manungsa, lan nduweni fitur khas kayata detektor diwasa kanthi dawa gelombang respon puncak ing sawetara iki, lan wis dadi arah pangembangan penting kanggo aplikasi militer laser.
Makalah iki nganalisa karakteristik teknis lan status quo saka papat laser inframerah gelombang cendhak sing khas, kalebu laser semikonduktor fosfor, laser serat Er-doped, laser solid-state Er-doped, lan laser solid-state berbasis OPO, lan ngringkes panggunaan. laser infra merah gelombang cendhak iki ing pengintaian aktif fotoelektrik.Aplikasi khas ing anti-reconnaissance.
1) Daya puncak sing terus-terusan lan kurang frekuensi pengulangan frekuensi fosfor semikonduktor laser lan laser serat Er-doped utamane digunakake kanggo lampu tambahan kanggo ngawasi siluman jarak adoh lan ngarahake ing wayah wengi lan nyegah gangguan menyang kamera inframerah gelombang pendek mungsuh.Laser semikonduktor fosfor pendek-pulsa repetisi dhuwur lan laser serat Er-doped uga minangka sumber cahya sing cocog kanggo keamanan mata sistem multi-pulsa, radar pencitraan pemindaian laser lan gangguan penipuan jarak jarak jangkauan laser.
2) Laser solid-state basis OPO kanthi tingkat pengulangan sing kurang nanging kanthi daya puncak megawatt utawa malah sepuluh megawatt bisa digunakake kanthi akeh ing radar pencitraan lampu kilat, pengamatan gating laser jarak jauh ing wayah wengi, karusakan laser infra merah gelombang cendhak lan mode tradisional remot mata manungsa Safety laser kiro-kiro.
3) Laser kaca Er miniatur minangka salah sawijining arah paling cepet saka laser infra merah gelombang pendek ing taun-taun pungkasan.Tingkat daya lan frekuensi pengulangan saiki bisa digunakake ing jarak laser safety mripat miniatur.Ing wayahe, yen daya puncak tekan tingkat megawatt, bisa digunakake kanggo radar pencitraan lampu kilat, pengamatan gating laser, lan karusakan laser kanggo kamera inframerah gelombang cendhak.
4) Laser Er: YAG sing dipompa dioda sing ndhelikake piranti peringatan laser minangka arah pangembangan utama saka laser infra merah gelombang pendek sing dhuwur.Nduwe potensial aplikasi gedhe ing lampu kilat lidar, pengamatan gating laser jarak jauh ing wayah wengi, lan karusakan laser.
Ing taun-taun pungkasan, amarga sistem senjata duwe syarat sing luwih dhuwur lan luwih dhuwur kanggo integrasi sistem optoelektronik, peralatan laser sing cilik lan entheng wis dadi tren sing ora bisa dihindari ing pangembangan peralatan laser.laser Semikonduktor, laser serat lan laser miniatur karo ukuran cilik, bobot entheng lan konsumsi daya kurang Er kaca laser wis dadi arah utama pangembangan laser infra merah gelombang cendhak.Utamane, laser serat kanthi kualitas sinar sing apik duwe potensial aplikasi sing apik ing lampu tambahan ing wayah wengi, pengawasan lan tujuan siluman, lidar pencitraan pemindaian, lan gangguan supresi laser.Nanging, daya / energi saka telung jinis laser cilik lan entheng iki umume kurang, lan mung bisa digunakake kanggo sawetara aplikasi pengintaian short-range, lan ora bisa nyukupi kabutuhan pengintaian long-range lan counter pengintaian.Mulane, fokus pembangunan kanggo nambah daya laser / energi.
OPO-based solid-state laser duwe kualitas beam apik lan daya puncak dhuwur, lan kaluwihan ing long-distance gated pengamatan, lampu kilat imaging radar lan karusakan laser isih ketok banget, lan energi output laser lan frekuensi Ambalan laser kudu luwih tambah. .Kanggo diode-pompa Er: laser YAG, yen energi pulsa tambah nalika jembaré pulsa luwih teken, iku bakal dadi alternatif paling apik kanggo OPO laser ngalangi negara.Nduwe kaluwihan ing observasi gated jarak adoh, radar pencitraan lampu kilat, lan karusakan laser.Potensi aplikasi gedhe.
Informasi produk liyane, sampeyan bisa teka menyang situs web:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-mail:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Fax: +86-2887897578
Tambah: No.23, dalan Chaoyang, dalan Xihe, Distrcit Longquanyi, Chengdu, 610107, China.
Nganyari Wektu: Mar-02-2022
