Qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin müxtəlif generasiya mexanizminə görə, qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin üç növü var, yəni yarımkeçirici lazerlər, fiber lazerlər və bərk hallı lazerlər.Onların arasında bərk vəziyyətdə olan lazerləri optik qeyri-xətti dalğa uzunluğuna çevrilməyə əsaslanan bərk cisimli lazerlərə və lazer iş materiallarından birbaşa qısa dalğalı infraqırmızı lazerlər yaradan bərk hallı lazerlərə bölmək olar.
Yarımkeçirici lazerlər lazer iş materialları kimi yarımkeçirici materiallardan istifadə edir və çıxış lazer dalğa uzunluğu yarımkeçirici materialların bant boşluğu ilə müəyyən edilir.Materialşünaslığın inkişafı ilə yarımkeçirici materialların enerji zolaqları enerji zolağı mühəndisliyi vasitəsilə daha geniş lazer dalğa uzunluqlarına uyğunlaşdırıla bilər.Buna görə də yarımkeçirici lazerlərlə çoxlu qısa dalğalı infraqırmızı lazer dalğa uzunluqları əldə etmək olar.
Qısa dalğalı infraqırmızı yarımkeçirici lazerin tipik lazer iş materialı fosfor materialıdır.Məsələn, diafraqma ölçüsü 95 μm olan indium fosfid yarımkeçirici lazerin çıxışı 1,55 μm və 1,625 μm olan lazer dalğa uzunluğuna malikdir və gücü 1,5 Vt-a çatmışdır.
Fiber lazer lazer mühiti kimi nadir torpaq qatqılı şüşə lifdən və nasos mənbəyi kimi yarımkeçirici lazerdən istifadə edir.Aşağı həddi, yüksək konvertasiya səmərəliliyi, yaxşı çıxış şüa keyfiyyəti, sadə quruluş və yüksək etibarlılıq kimi əla xüsusiyyətlərə malikdir.O, həmçinin lazer rezonatorunda barmaqlıqlar kimi seçici optik elementlər əlavə etməklə tənzimlənə bilən lifli lazer yaratmaq üçün nadir torpaq ion radiasiyasının geniş spektrindən istifadə edə bilər.Fiber lazerlər lazer texnologiyasının inkişafında mühüm istiqamətə çevrilmişdir.
1.Bərk vəziyyətdə olan lazer
Qısa dalğalı infraqırmızı lazerləri birbaşa yarada bilən bərk cisimli lazer qazanc mühitləri əsasən Er: YAG kristalları və keramika və Er qatqılı şüşələrdir.Er:YAG kristalına və keramikaya əsaslanan bərk cisimli lazer birbaşa olaraq 1,645 μm qısa dalğalı infraqırmızı lazer çıxara bilər ki, bu da son illərdə qısa dalğalı infraqırmızı lazerin tədqiqatında qaynar nöqtədir [3-5].Hal-hazırda elektro-optik və ya akusto-optik Q keçidindən istifadə edən Er: YAG lazerlərinin nəbz enerjisi bir neçə ilə on mJ-ə, nəbzin eni onlarla ns-ə və təkrarlanma tezliyinə on-minlərlə Hz-ə çatmışdır.Nasos mənbəyi kimi 1,532 μm yarımkeçirici lazer istifadə olunarsa, lazer aktiv kəşfiyyatı və lazer əks tədbirləri sahəsində böyük üstünlüklərə malik olacaq, xüsusən də tipik lazer xəbərdarlığı cihazlarında onun gizli effekti.
Er şüşə lazeri yığcam quruluşa, aşağı qiymətə, yüngül çəkiyə malikdir və Q-switched əməliyyatını həyata keçirə bilir.Qısa dalğalı infraqırmızı lazerin aktiv aşkarlanması üçün üstünlük verilən işıq mənbəyidir.Bununla belə, Er şüşə materiallarının dörd çatışmazlığına görə: Birincisi, udma spektrinin mərkəzi dalğa uzunluğu 940 nm və ya 976 nm-dir, bu da lampanın pompalanmasını çətinləşdirir;İkincisi, Er şüşə materiallarının hazırlanması çətindir və böyük ölçüləri etmək asan deyil;Üçüncüsü, Er şüşəsi Materialın zəif istilik xüsusiyyətləri var və davamlı işləməyi bir yana qoyaq, uzun müddət təkrarlanan tezliyə nail olmaq asan deyil;dördüncü, uyğun Q-köçmə materialı yoxdur.Er şüşəsi əsasında qısa dalğalı infraqırmızı lazerin tədqiqi hər zaman insanların diqqətini çəksə də, yuxarıda sadalanan dörd səbəbə görə heç bir məhsul çıxmadı.1990-cı ilə qədər 940 nm və 980 nm dalğa uzunluğuna malik yarımkeçirici lazer çubuqlarının meydana çıxması və Co2+:MgAl2O4 (kobalt qatqılı maqnezium alüminat) kimi doymuş udma materiallarının ortaya çıxması ilə, nasosun iki əsas darboğazı yarandı. qırıldı.Şüşə lazerlər üzərində tədqiqatlar sürətlə inkişaf etmişdir.Xüsusilə son illərdə yarımkeçirici nasos mənbəyini, Er şüşəsini və rezonans boşluğunu birləşdirən ölkəmin miniatür Er şüşə lazer modulu, çəkisi 10 q-dan çox olmayan və 50 kVt pik güc modullarının kiçik partiya istehsal gücünə malikdir.Bununla belə, Er şüşə materialının zəif istilik performansına görə, lazer modulunun təkrarlanma tezliyi hələ də nisbətən aşağıdır.50 kVt modulun lazer tezliyi cəmi 5 Hz, 20 kVt modulun maksimum lazer tezliyi isə yalnız aşağı tezlikli tətbiqlərdə istifadə oluna bilən 10 Hz-dir.
Nd:YAG impulslu lazerin 1,064 μm lazer çıxışı meqavata qədər pik gücə malikdir.Belə güclü koherent işıq bəzi xüsusi materiallardan keçdikdə onun fotonları materialın molekulları üzərində qeyri-elastik şəkildə səpilir, yəni fotonlar udulur və nisbətən Aşağı tezlikli fotonlar əmələ gətirir.Bu tezliyə çevrilmə effektinə nail ola bilən iki növ maddə var: biri qeyri-xətti kristallardır, məsələn, KTP, LiNbO3 və s.;digəri H2 kimi yüksək təzyiqli qazdır.Optik parametrik osilator (OPO) yaratmaq üçün onları optik rezonans boşluğuna yerləşdirin.
Yüksək təzyiqli qaza əsaslanan OPO adətən stimullaşdırılmış Raman səpələyici işıq parametrik osilatoruna aiddir.Nasos işığı qismən udulur və aşağı tezlikli işıq dalğası yaradır.Yetkin Raman lazeri 1,54 μm qısa dalğalı infraqırmızı lazer əldə etmək üçün yüksək təzyiqli qaz H2 vurmaq üçün 1,064 μm lazerdən istifadə edir.
ŞƏKİL 1
Qısa dalğalı infraqırmızı GV sisteminin tipik tətbiqi gecə uzun məsafəli görüntüləmədir.Lazer işıqlandırıcısı yüksək pik gücə malik qısa impulslu qısa dalğalı infraqırmızı lazer olmalıdır və onun təkrarlanma tezliyi strobed kameranın kadr tezliyinə uyğun olmalıdır.Ölkədə və xaricdə qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin mövcud vəziyyətinə görə, diodla vurulan Er: YAG lazerləri və OPO əsaslı 1,57 μm bərk cisim lazerləri ən yaxşı seçimdir.Miniatür Er şüşə lazerinin təkrar tezliyi və pik gücü hələ də təkmilləşdirilməlidir.3.Fotoelektrik anti-kəşfiyyatda qısa dalğalı infraqırmızı lazerin tətbiqi
Qısa dalğalı infraqırmızı lazer əleyhinə kəşfiyyatın mahiyyəti düşmənin qısadalğalı infraqırmızı zolaqda işləyən optoelektron kəşfiyyat avadanlığını qısadalğalı infraqırmızı lazer şüaları ilə şüalandırmaqdan ibarətdir ki, o, səhv hədəf məlumatı ala bilsin və ya normal işləyə bilsin, hətta. detektor zədələnib.İki tipik qısa dalğalı infraqırmızı lazer anti-kəşfiyyat üsulu var, yəni insan gözü üçün təhlükəsiz lazer məsafəölçəninə məsafədən aldatma müdaxiləsi və qısa dalğalı infraqırmızı kameraya zərər vurma.
1.1 İnsan gözü təhlükəsizliyi lazer məsafəölçəninə məsafədən aldatma müdaxiləsi
İmpulslu lazer məsafəölçən, hədəflə hədəf arasındakı məsafəni başlanğıc nöqtəsi ilə hədəf arasında irəli-geri gedən lazer nəbzinin vaxt intervalı ilə çevirir.Əgər məsafəölçən detektoru hədəfin əks olunan əks-səda siqnalı buraxılış nöqtəsinə çatmazdan əvvəl digər lazer impulslarını alırsa, o zamanlamanı dayandıracaq və çevrilmiş məsafə hədəfin faktiki məsafəsi deyil, hədəfin faktiki məsafəsindən kiçikdir.Telemetrin məsafəsini aldatmaq məqsədinə çatan yanlış məsafə.Göz üçün təhlükəsiz lazer məsafəölçənləri üçün eyni dalğa uzunluğunda qısa dalğalı infraqırmızı pulse lazerləri məsafədən aldatma müdaxiləsini həyata keçirmək üçün istifadə edilə bilər.
Məsafə ölçən cihazın uzaqdan aldatma müdaxiləsini həyata keçirən lazer, hədəfin lazerə diffuz əksini simulyasiya edir, buna görə lazerin pik gücü çox aşağıdır, lakin aşağıdakı iki şərt yerinə yetirilməlidir:
1) Lazer dalğa uzunluğu müdaxilə edilmiş diapazonun işçi dalğa uzunluğu ilə eyni olmalıdır.Uzaqölçən detektorunun qarşısında müdaxilə filtri quraşdırılıb və bant genişliyi çox dardır.İşçi dalğa uzunluğundan başqa dalğa uzunluğuna malik lazerlər detektorun işığa həssas səthinə çata bilməz.Hətta oxşar dalğa uzunluqlarına malik 1,54 μm və 1,57 μm lazerlər də bir-birinə müdaxilə edə bilməz.
2) Lazer təkrar tezliyi kifayət qədər yüksək olmalıdır.Uzaqölçən detektoru yalnız diapazon ölçüldükdə onun fotohəssas səthinə çatan lazer siqnalına cavab verir.Effektiv müdaxiləyə nail olmaq üçün müdaxilə nəbzi ən azı məsafəölçən dalğa qapısına 2-3 impuls sıxmalıdır.Hazırda əldə edilə bilən diapazon qapısı μs səviyyəsindədir, buna görə müdaxilə edən lazer yüksək təkrar tezliyinə malik olmalıdır.Nümunə olaraq 3 km hədəf məsafəsini götürsək, lazerin bir dəfə irəli və geri getməsi üçün tələb olunan vaxt 20 μs-dir.Ən azı 2 impuls daxil edilərsə, lazer təkrarlama tezliyi 50 kHz-ə çatmalıdır.Lazer diapazonunun minimum diapazonu 300 m-dirsə, tıxacın təkrarlama tezliyi 500 kHz-dən aşağı ola bilməz.Yalnız yarımkeçirici lazerlər və lifli lazerlər belə yüksək təkrarlama sürətinə nail ola bilər.
1.2 Qısa dalğalı infraqırmızı kameralara müdaxilə və zərərin qarşısının alınması
Qısa dalğalı infraqırmızı görüntüləmə sisteminin əsas komponenti kimi, qısa dalğalı infraqırmızı kamera InGaAs fokus müstəvisi detektorunun cavab optik gücünün məhdud dinamik diapazonuna malikdir.Əgər hadisənin optik gücü dinamik diapazonun yuxarı həddini keçərsə, doyma baş verəcək və detektor normal təsviri həyata keçirə bilməz.Daha yüksək güc Lazer detektorun daimi zədələnməsinə səbəb olacaq.
Davamlı və aşağı pik gücə malik yarımkeçirici lazerlər və yüksək təkrar tezliyə malik lifli lazerlər qısa dalğalı infraqırmızı kameraların fasiləsiz müdaxiləsi üçün uyğundur.Qısa dalğalı infraqırmızı kameranı lazerlə davamlı olaraq şüalandırın.Optik linzanın iri böyüdücü kondensasiya effektinə görə InGaAs fokus müstəvisində lazer diffuz nöqtəsinin çatdığı sahə ciddi şəkildə doymuşdur və buna görə də normal şəkildə təsvir edilə bilməz.Yalnız lazer şüalanması bir müddət dayandırıldıqdan sonra görüntüləmə performansı tədricən normala qayıda bilər.
Görünən və yaxın infraqırmızı zolaqlarda lazer aktiv əks-tədbir məhsullarının uzun illər tədqiqatı və inkişafının nəticələrinə və çoxsaylı sahə zədələnməsinin effektivliyi testlərinin nəticələrinə görə, yalnız meqavat və daha yüksək gücə malik qısa impulslu lazerlər TV-yə geri dönməz ziyan vura bilər. kilometrlər uzaqlıqdakı kameralar.ziyan.Zərər effektinin əldə edilib-edilməməsindən asılı olmayaraq, lazerin pik gücü əsasdır.Pik güc detektorun zədələnmə həddindən yüksək olduğu müddətcə tək bir impuls detektoru zədələyə bilər.Lazer dizaynının çətinliyi, istilik yayılması və enerji istehlakı baxımından lazerin təkrar tezliyi mütləq kameranın kadr sürətinə və ya daha yüksək səviyyəyə çatmalı deyil və 10 Hz-dən 20 Hz-ə qədər faktiki döyüş tətbiqlərinə cavab verə bilər.Təbii ki, qısa dalğalı infraqırmızı kameralar da istisna deyil.
InGaAs fokus müstəvisi detektorlarına InGaAs/InP elektron miqrasiya fotokatodlarına əsaslanan elektron bombardmanı CCD-ləri və sonradan hazırlanmış CMOS daxildir.Onların doyma və zədələnmə hədləri Si-əsaslı CCD/CMOS ilə eyni miqyasdadır, lakin InGaAs/InP əsaslı detektorlar hələ əldə edilməyib.CCD/COMS-un doyma və zərər həddi məlumatları.
Ölkədə və xaricdə qısadalğalı infraqırmızı lazerlərin cari vəziyyətinə görə, OPO-ya əsaslanan 1,57 μm təkrarlanan tezlikli bərk hallı lazer CCD/COMS-ə lazer zədələnməsi üçün hələ də ən yaxşı seçimdir.Onun yüksək atmosferə nüfuz etmə qabiliyyəti və yüksək zirvə gücünə malik qısa impuls lazeri İşıq nöqtəsinin əhatə dairəsi və tək nəbz effektiv xüsusiyyətləri qısa dalğalı infraqırmızı kameralarla təchiz edilmiş uzun məsafəli optoelektronik sistemin yumşaq öldürücü gücü üçün göz qabağındadır.
2. Nəticə
Dalğa uzunluğu 1,1 μm ilə 1,7 μm arasında olan qısa dalğalı infraqırmızı lazerlər yüksək atmosfer keçiriciliyinə və dumanı, yağışı, qarı, tüstüyü, qumu və tozu nüfuz etmək qabiliyyətinə malikdir.Ənənəvi az işıqlı gecə görmə cihazları üçün görünməzdir.1.4 μm-dən 1.6 μm-ə qədər diapazonda olan lazer insan gözü üçün təhlükəsizdir və bu diapazonda pik reaksiya dalğa uzunluğuna malik yetkin detektor kimi fərqli xüsusiyyətlərə malikdir və lazer hərbi tətbiqləri üçün mühüm inkişaf istiqamətinə çevrilmişdir.
Bu yazıda fosfor yarımkeçirici lazerlər, Er qatqılı fiber lazerlər, Er qatqılı bərk cisim lazerləri və OPO əsaslı bərk cisim lazerləri daxil olmaqla dörd tipik qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin texniki xüsusiyyətləri və status-kvonu təhlil edilir və istifadəni ümumiləşdirir. fotoelektrik aktiv kəşfiyyatda bu qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin.Antikəşfiyyatda tipik tətbiqlər.
1) Davamlı və aşağı pik gücə malik yüksək təkrar tezlikli fosfor yarımkeçirici lazerlər və Er qatqılı lifli lazerlər əsasən uzun məsafəli gizli müşahidə və gecəni hədəf almaq və düşmənin qısa dalğalı infraqırmızı kameralarına müdaxilənin qarşısını almaq üçün köməkçi işıqlandırma üçün istifadə olunur.Yüksək təkrarlanan qısa impulslu fosfor yarımkeçirici lazerlər və Er qatqılı lifli lazerlər də çox impuls sistemi göz təhlükəsizliyi diapazonu, lazer skan edən görüntüləmə radarı və göz təhlükəsizliyi lazer məsafəölçən məsafədən aldatma müdaxiləsi üçün ideal işıq mənbələridir.
2) Aşağı təkrarlama sürətinə malik, lakin pik gücü meqavat və ya hətta on meqavat olan OPO əsaslı bərk cisim lazerləri flaş təsvir radarlarında, gecə uzun məsafəli lazer qapılarının müşahidəsində, qısa dalğalı infraqırmızı lazer zədələnməsində və ənənəvi rejim uzaqdan insan gözləri Təhlükəsizlik lazeri.
3) Miniatür Er şüşə lazeri son illərdə qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin ən sürətlə inkişaf edən istiqamətlərindən biridir.Cari güc və təkrar tezliyi səviyyələri miniatür göz təhlükəsizliyi lazer məsafəölçənlərində istifadə edilə bilər.Zamanla, pik güc meqavat səviyyəsinə çatdıqdan sonra, o, flaş görüntüləmə radarı, lazer qapılarının müşahidəsi və qısa dalğalı infraqırmızı kameraların lazer zədələnməsi üçün istifadə edilə bilər.
4) Lazer xəbərdarlıq cihazını gizlədən diodla vurulan Er:YAG lazeri yüksək güclü qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin əsas inkişaf istiqamətidir.Flaş lidarda, gecə uzun məsafəli lazer qapılarının müşahidəsində və lazer zədələnməsində böyük tətbiq potensialına malikdir.
Son illərdə silah sistemləri optoelektronik sistemlərin inteqrasiyası üçün daha yüksək və daha yüksək tələblərə malik olduğundan, kiçik və yüngül lazer avadanlıqları lazer avadanlıqlarının inkişafında qaçılmaz bir tendensiyaya çevrildi.Yarımkeçirici lazerlər, fiber lazerlər və kiçik ölçülü, yüngül çəki və aşağı enerji istehlakı olan miniatür lazerlər Er şüşə lazerləri qısa dalğalı infraqırmızı lazerlərin inkişafının əsas istiqamətinə çevrilmişdir.Xüsusilə, yaxşı şüa keyfiyyətinə malik fiber lazerlər gecə vaxtı köməkçi işıqlandırma, gizli müşahidə və nişan alma, skaner görüntüləmə lidarı və lazerin qarşısının alınmasında böyük tətbiq potensialına malikdir.Bununla belə, bu üç növ kiçik və yüngül lazerlərin gücü/enerjisi ümumiyyətlə aşağıdır və yalnız bəzi qısa mənzilli kəşfiyyat tətbiqləri üçün istifadə oluna bilər və uzun mənzilli kəşfiyyat və əks-kəşfiyyat ehtiyaclarını ödəyə bilməz.Buna görə də, inkişafın diqqət mərkəzində lazer gücünü/enerjisini artırmaqdır.
OPO əsaslı bərk cisimli lazerlər yaxşı şüa keyfiyyətinə və yüksək pik gücə malikdir və onların uzun məsafəli qapalı müşahidədə, flaş görüntüləmə radarında və lazer zədələnməsində üstünlükləri hələ də çox açıqdır və lazer çıxış enerjisi və lazer təkrarlama tezliyi daha da artırılmalıdır. .Diodla vurulan Er:YAG lazerləri üçün impuls eni daha da sıxılarkən nəbz enerjisi artırılarsa, bu, OPO bərk cisim lazerlərinə ən yaxşı alternativ olacaqdır.Uzun məsafəli qapalı müşahidə, flaş görüntüləmə radarı və lazer zədələnməsində üstünlüklərə malikdir.Böyük tətbiq potensialı.
Məhsul haqqında daha çox məlumat, vebsaytımıza daxil ola bilərsiniz:
https://www.erbiumtechnology.com/
E-poçt:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faks: +86-2887897578
Əlavə edin: No.23, Chaoyang yolu, Xihe küçəsi, Longquanyi rayonu, Chengdu,610107, Çin.
Yeniləmə vaxtı: 02 mart 2022-ci il
