Pagal skirtingą trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių kartos mechanizmą, yra trijų tipų trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazeriai, būtent puslaidininkiniai lazeriai, skaiduliniai lazeriai ir kietojo kūno lazeriai.Tarp jų kietojo kūno lazerius galima suskirstyti į kietojo kūno lazerius, pagrįstus optiniu netiesiniu bangos ilgio konvertavimu, ir kietojo kūno lazerius, kurie tiesiogiai generuoja trumpųjų bangų infraraudonuosius lazerius iš lazerio darbo medžiagų.
Puslaidininkiniai lazeriai naudoja puslaidininkines medžiagas kaip lazerio darbo medžiagas, o išėjimo lazerio bangos ilgį lemia puslaidininkinių medžiagų juostos tarpas.Tobulėjant medžiagų mokslui, naudojant energijos juostų inžineriją, puslaidininkinių medžiagų energijos juostos gali būti pritaikytos platesniam lazerio bangų ilgių diapazonui.Todėl naudojant puslaidininkinius lazerius galima gauti kelis trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio bangos ilgius.
Tipiška trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių puslaidininkinio lazerio darbo medžiaga yra fosforo medžiaga.Pavyzdžiui, indžio fosfidinio puslaidininkinio lazerio, kurio diafragmos dydis yra 95 μm, išėjimo lazerio bangos ilgiai yra 1,55 μm ir 1,625 μm, o galia siekia 1,5 W.
Skaidulinis lazeris naudoja retųjų žemių legiruotą stiklo pluoštą kaip lazerio terpę ir puslaidininkinį lazerį kaip siurblio šaltinį.Jis pasižymi puikiomis savybėmis, tokiomis kaip žemas slenkstis, didelis konversijos efektyvumas, gera išvesties pluošto kokybė, paprasta struktūra ir didelis patikimumas.Jis taip pat gali pasinaudoti plataus retųjų žemių jonų spinduliuotės spektro pranašumais, kad sudarytų derinamą skaidulinį lazerį, pridedant selektyvius optinius elementus, tokius kaip gardelės į lazerio rezonatorių.Skaiduliniai lazeriai tapo svarbia lazerių technologijų plėtros kryptimi.
1.Kietojo kūno lazeris
Kietojo kūno lazerio stiprinimo terpės, galinčios tiesiogiai generuoti trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerius, daugiausia yra Er: YAG kristalai ir keramika bei Er legiruotas stiklas.Kietojo kūno lazeris, pagrįstas Er:YAG kristalais ir keramika, gali tiesiogiai išvesti 1,645 μm trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerį, kuris pastaraisiais metais yra populiariausias trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio tyrimų taškas [3-5].Šiuo metu Er: YAG lazerių, naudojančių elektrooptinį arba akusto-optinį Q perjungimą, impulsų energija pasiekė nuo kelių iki dešimčių mJ, impulso plotis yra dešimtys ns, o pasikartojimo dažnis yra nuo dešimčių iki tūkstančių Hz.Jei kaip siurblio šaltinis bus naudojamas 1,532 μm puslaidininkinis lazeris, jis turės didelių pranašumų lazerio aktyviosios žvalgybos ir lazerinių atsakomųjų priemonių srityje, ypač jo slaptas poveikis tipiškiems lazeriniams įspėjimo įrenginiams.
Er stiklo lazeris turi kompaktišką struktūrą, mažą kainą, lengvą svorį ir gali atlikti Q perjungimą.Tai yra tinkamiausias šviesos šaltinis aktyviam trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio aptikimui.Tačiau dėl keturių Er stiklo medžiagų trūkumų: Pirma, centrinis sugerties spektro bangos ilgis yra 940 nm arba 976 nm, todėl sunku pasiekti lempos pumpavimą;Antra, Er stiklo medžiagas paruošti sunku ir nelengva pagaminti didelius dydžius;Trečia, Er stiklas Medžiaga turi prastas šilumines savybes, todėl nėra lengva ilgą laiką pasiekti pasikartojančio dažnio veikimą, jau nekalbant apie nuolatinį veikimą;ketvirta, nėra tinkamos Q perjungimo medžiagos.Nors trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio, paremto Er stiklu, tyrimai visada traukė žmonių dėmesį, dėl minėtų keturių priežasčių joks produktas nepasirodė.Iki 1990 m., kai atsirado puslaidininkiniai lazeriniai strypai, kurių bangos ilgis yra 940 nm ir 980 nm, ir sočiųjų absorbcinių medžiagų, tokių kaip Co2+:MgAl2O4 (kobaltu legiruotas magnio aliuminatas), dvi pagrindinės siurblio šaltinio ir Q perjungimo kliūtys. buvo sulaužyti.Stiklo lazerių tyrimai sparčiai vystėsi.Ypač pastaraisiais metais mano šalies miniatiūrinis Er stiklo lazerinis modulis, kuriame integruotas puslaidininkinio siurblio šaltinis, Er stiklas ir rezonansinė ertmė, sveria ne daugiau kaip 10 g, o mažos partijos gamybos pajėgumas – 50 kW didžiausios galios moduliai.Tačiau dėl prastų Er stiklo medžiagos šiluminių savybių lazerio modulio pasikartojimo dažnis vis dar yra palyginti mažas.50 kW modulio lazerio dažnis yra tik 5 Hz, o maksimalus 20 kW modulio lazerio dažnis yra 10 Hz, kuris gali būti naudojamas tik žemo dažnio programose.
Nd:YAG impulsinio lazerio 1,064 μm lazerio išvesties didžiausia galia siekia iki megavatų.Kai tokia stipri koherentinė šviesa praeina per kai kurias specialias medžiagas, jos fotonai neelastingai išsisklaido ant medžiagos molekulių, tai yra, fotonai sugeriami ir susidaro santykinai žemo dažnio fotonai.Yra dviejų tipų medžiagos, kurios gali pasiekti šį dažnio keitimo efektą: viena yra netiesiniai kristalai, tokie kaip KTP, LiNbO3 ir kt.;kitos yra aukšto slėgio dujos, tokios kaip H2.Įdėkite juos į optinio rezonanso ertmę, kad susidarytumėte optinį parametrinį generatorių (OPO).
OPO, pagrįstas aukšto slėgio dujomis, paprastai reiškia stimuliuojamą Ramano sklaidos šviesos parametrinį osciliatorių.Siurblio šviesa iš dalies sugeriama ir sukuria žemo dažnio šviesos bangą.Subrendęs Ramano lazeris naudoja 1,064 μm lazerį aukšto slėgio dujoms H2 siurbti, kad gautų 1,54 μm trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerį.
1 PAVEIKSLAS
Tipiškas trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių GV sistemos taikymas yra tolimojo atstumo vaizdavimas naktį.Lazerinis apšvietimas turi būti trumpo impulso trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazeris, turintis didelę didžiausią galią, o jo pasikartojimo dažnis turi atitikti strobuotos kameros kadrų dažnį.Pagal dabartinę trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių būklę šalyje ir užsienyje, diodiniai Er: YAG lazeriai ir OPO pagrindu pagaminti 1,57 μm kietojo kūno lazeriai yra geriausias pasirinkimas.Dar reikia tobulinti miniatiūrinio Er stiklo lazerio pasikartojimo dažnį ir didžiausią galią.3.Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio taikymas fotoelektrinėje antižvalgyboje
Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerinės antižvalgybos esmė – trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių juostoje veikiančią priešo optoelektroninę žvalgybos įrangą apšvitinti trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio spinduliais, kad ji gautų neteisingą informaciją apie taikinį arba negalėtų normaliai veikti, ar net. detektorius sugadintas.Yra du tipiški trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazeriniai antižvalgybiniai metodai, būtent atstumo apgaulės trukdžiai žmogaus akims saugančiam lazeriniam nuotolio ieškikliui ir trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kameros pažeidimo slopinimas.
1.1 Atstumo apgaulės trukdžiai žmogaus akių saugos lazeriniam tolimačiui
Impulsinis lazerinis nuotolio ieškiklis paverčia atstumą tarp taikinio ir taikinio pagal lazerio impulso, judančio pirmyn ir atgal tarp paleidimo taško ir taikinio, laiko intervalą.Jei tolimačio detektorius gauna kitus lazerio impulsus, kol taikinio atspindėtas aido signalas pasiekia paleidimo tašką, jis sustabdo laiko matavimą, o konvertuojamas atstumas yra ne tikrasis taikinio atstumas, o mažesnis už tikrąjį taikinio atstumą.Klaidingas atstumas, kuriuo pasiekiamas tikslas apgauti tolimačio atstumą.Akims nekenksmingiems lazeriniams tolimačiams gali būti naudojami to paties bangos ilgio trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių impulsiniai lazeriai, siekiant įgyvendinti atstumo klaidinimo trukdžius.
Lazeris, įgyvendinantis nuotolio ieškiklio atstumo apgaulės trukdžius, imituoja difuzinį taikinio atspindį į lazerį, todėl lazerio didžiausia galia yra labai maža, tačiau turi būti įvykdytos šios dvi sąlygos:
1) Lazerio bangos ilgis turi būti toks pat kaip trikdančio nuotolio ieškiklio darbinis bangos ilgis.Prieš nuotolinio ieškiklio detektorių įtaisytas trukdžių filtras, o dažnių juostos plotis labai siauras.Lazeriai, kurių bangos ilgis skiriasi nuo darbinio bangos ilgio, negali pasiekti šviesai jautraus detektoriaus paviršiaus.Netgi 1,54 μm ir 1,57 μm lazeriai, turintys panašų bangos ilgį, negali trukdyti vienas kitam.
2) Lazerio pasikartojimo dažnis turi būti pakankamai didelis.Atstumo ieškiklio detektorius reaguoja į lazerio signalą, pasiekiantį šviesai jautrų paviršių, tik tada, kai matuojamas nuotolis.Kad būtų pasiekti efektyvūs trukdžiai, trukdžių impulsas turi patekti į nuotolio ieškiklio bangos užtvarą bent 2–3 impulsus.Šiuo metu pasiekiamas diapazonas yra μs, todėl trukdantis lazeris turi turėti didelį pasikartojimo dažnį.Pavyzdžiui, 3 km atstumas, reikalingas lazerio judėjimui pirmyn ir atgal, yra 20 μs.Jei įvedami bent 2 impulsai, lazerio pasikartojimo dažnis turi siekti 50 kHz.Jei minimalus lazerinio nuotolio ieškiklio diapazonas yra 300 m, trukdymo kartojimo dažnis negali būti mažesnis nei 500 kHz.Tik puslaidininkiniai lazeriai ir skaiduliniai lazeriai gali pasiekti tokį didelį pasikartojimo dažnį.
1.2 Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kamerų trukdžių slopinimas ir žala
Kaip pagrindinė trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių vaizdo sistemos sudedamoji dalis, trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kamera turi ribotą InGaAs židinio plokštumos detektoriaus atsako optinės galios dinaminį diapazoną.Jei krintanti optinė galia viršija viršutinę dinaminio diapazono ribą, įvyksta sodrumas ir detektorius negali atlikti normalaus vaizdo.Didesnė galia Lazeris sugadins detektorių visam laikui.
Nuolatiniai ir mažos didžiausios galios puslaidininkiniai lazeriai ir šviesolaidiniai lazeriai su dideliu pasikartojimo dažniu yra tinkami nuolatiniam trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kamerų trukdžių slopinimui.Nuolat švitinkite trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kamerą lazeriu.Dėl didelio padidinimo kondensacinio optinio lęšio efekto sritis, kurią pasiekia lazerio išsklaidytos dėmės InGaAs židinio plokštumoje, yra labai prisotintas, todėl negali būti normaliai atvaizduojamas.Tik kuriam laikui sustabdžius lazerio švitinimą, vaizdo gavimo našumas gali palaipsniui normalizuotis.
Remiantis daugelio metų tyrimų ir lazerinių aktyvių atsakomųjų priemonių gaminių kūrimo matomoje ir artimoje infraraudonųjų spindulių juostose bei daugelio lauko pažeidimų efektyvumo bandymų rezultatais, tik trumpo impulso lazeriai, kurių didžiausia galia yra megavatai ir didesnė, gali padaryti negrįžtamą žalą televizoriui. kilometrų atstumu esančios kameros.žalą.Nesvarbu, ar galima pasiekti žalos efektą, svarbiausia yra didžiausia lazerio galia.Kol didžiausia galia yra didesnė už detektoriaus pažeidimo slenkstį, vienas impulsas gali sugadinti detektorių.Atsižvelgiant į lazerio projektavimo sudėtingumą, šilumos išsklaidymą ir energijos suvartojimą, lazerio pasikartojimo dažnis nebūtinai turi pasiekti fotoaparato kadrų dažnį ar net didesnį, o nuo 10 Hz iki 20 Hz gali atitikti realias kovines programas.Natūralu, kad trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kameros nėra išimtis.
InGaAs židinio plokštumos detektoriai apima elektronų bombardavimo CCD, pagrįstus InGaAs / InP elektronų migracijos fotokatodais ir vėliau sukurtais CMOS.Jų prisotinimo ir pažeidimo slenksčiai yra tokio paties dydžio kaip Si pagrindu pagamintų CCD / CMOS, tačiau InGaAs / InP pagrįsti detektoriai dar nebuvo gauti.CCD/COMS prisotinimo ir pažeidimo slenksčio duomenys.
Pagal dabartinę trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių būklę šalyje ir užsienyje, 1,57 μm pasikartojančio dažnio kietojo kūno lazeris, pagrįstas OPO, vis dar yra geriausias pasirinkimas lazeriu pažeisti CCD / COMS.Didelis atmosferos įsiskverbimas ir didelės didžiausios galios trumpų impulsų lazeris Šviesos taško aprėptis ir efektyvios vieno impulso charakteristikos yra akivaizdžios dėl tolimojo optoelektroninės sistemos, aprūpintos trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kameromis, švelnia žudymo galia.
2 .Išvada
Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazeriai, kurių bangos ilgis yra nuo 1,1 μm iki 1,7 μm, pasižymi dideliu atmosferos pralaidumu ir stipriu gebėjimu prasiskverbti į miglą, lietų, sniegą, dūmus, smėlį ir dulkes.Jis nematomas tradicinei silpno apšvietimo naktinio matymo įrangai.Lazeris nuo 1,4 μm iki 1,6 μm juostos yra saugus žmogaus akiai ir turi išskirtinių savybių, tokių kaip subrendęs detektorius, kurio didžiausias atsako bangos ilgis yra šiame diapazone, ir tapo svarbia lazerių karinių programų plėtros kryptimi.
Šiame darbe analizuojamos keturių tipiškų trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių, įskaitant fosforinius puslaidininkinius lazerius, Er-le legiruotus skaidulinius lazerius, Er-le legiruotus kietojo kūno lazerius ir OPO pagrindu veikiančius kietojo kūno lazerius, techninės charakteristikos ir status quo, ir apibendrintas naudojimas. šių trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių fotoelektrinėje aktyviojoje žvalgyboje.Tipiškos antižvalgybinės priemonės.
1) Nepertraukiamo ir mažos didžiausios galios didelio pasikartojimo dažnio fosforo puslaidininkiniai lazeriai ir Er-legijuotieji skaiduliniai lazeriai daugiausia naudojami pagalbiniam apšvietimui tolimojo slapto stebėjimo tikslais ir nakties taikymui bei priešo trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kamerų trukdžiams slopinti.Didelio pasikartojimo trumpų impulsų fosforo puslaidininkiniai lazeriai ir Er-legijuotieji skaiduliniai lazeriai taip pat yra idealūs šviesos šaltiniai kelių impulsų sistemos akių saugos diapazono nustatymui, lazerinio skenavimo vaizdo radaro ir akių saugos lazerinio tolimačio atstumo klaidinimo trukdžiams.
2) OPO pagrindu veikiantys kietojo kūno lazeriai, kurių pasikartojimo dažnis yra mažas, bet didžiausia galia – megavatai ar net dešimt megavatų, gali būti plačiai naudojami blykstės vaizdo radarams, ilgo nuotolio lazerinio blokavimo stebėjimui naktį, trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerio pažeidimams ir tradicinis režimas nuotolinio žmogaus akių saugaus lazerio nuotolio matavimas.
3) Miniatiūrinis Er stiklo lazeris yra viena iš sparčiausiai augančių trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių krypčių pastaraisiais metais.Dabartinius galios ir pasikartojimo dažnio lygius galima naudoti miniatiūriniuose akių saugos lazeriniuose tolimačiuose.Laikui bėgant, kai didžiausia galia pasieks megavatų lygį, ji gali būti naudojama blykstės vaizdo radarui, lazerinio blokavimo stebėjimui ir trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių kamerų pažeidimams lazeriu.
4) Diodu pumpuojamas Er:YAG lazeris, slepiantis lazerinį įspėjimo įtaisą, yra pagrindinė didelės galios trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių plėtros kryptis.Jis turi didelį pritaikymo potencialą atliekant blykstės lidarą, ilgo nuotolio lazerinio strobavimo stebėjimą naktį ir lazerio pažeidimus.
Pastaraisiais metais ginklų sistemoms keliant vis aukštesnius reikalavimus optoelektroninių sistemų integravimui, maža ir lengva lazerinė įranga tapo neišvengiama lazerinės įrangos plėtros tendencija.Puslaidininkiniai lazeriai, skaiduliniai lazeriai ir miniatiūriniai mažo dydžio, lengvo svorio ir mažos energijos suvartojimo lazeriai Er stiklo lazeriai tapo pagrindine trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių lazerių kūrimo kryptimi.Visų pirma, geros pluošto kokybės skaiduliniai lazeriai turi didelį pritaikymo potencialą naktiniam pagalbiniam apšvietimui, slaptam stebėjimui ir taikymui, skenuojant vaizdo gavimą ir lazerio slopinimo trukdžius.Tačiau šių trijų tipų mažų ir lengvų lazerių galia/energija paprastai yra maža ir gali būti naudojama tik kai kurioms trumpojo nuotolio žvalgybos programoms ir negali patenkinti ilgo nuotolio žvalgybos ir priešpriešinės žvalgybos poreikių.Todėl plėtros tikslas yra padidinti lazerio galią / energiją.
OPO pagrindu pagaminti kietojo kūno lazeriai pasižymi gera spindulio kokybe ir didele didžiausia galia, o jų pranašumai stebint tolimą atstumą, blykstės vaizdo radaro ir lazerio pažeidimus vis dar labai akivaizdūs, o lazerio išėjimo energija ir lazerio pasikartojimo dažnis turėtų būti toliau didinami. .Diodiniais Er:YAG lazeriais, jei impulso energija padidinama, kol impulso plotis dar labiau suspaudžiamas, tai taps geriausia alternatyva OPO kietojo kūno lazeriams.Jis turi pranašumų stebint tolimą atstumą, blykstės vaizdo radarą ir lazerio žalą.Puikus pritaikymo potencialas.
Daugiau informacijos apie produktą galite apsilankyti mūsų svetainėje:
https://www.erbiumtechnology.com/
El. paštas:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Faksas: +86-2887897578
Pridėti: Nr.23, Chaoyang kelias, Xihe gatvė, Longquanyi rajonas, Čengdu, 610107, Kinija.
Atnaujinimo laikas: 2022-02-02
