Према различитом механизму генерисања краткоталасних инфрацрвених ласера, постоје три типа краткоталасних инфрацрвених ласера, наиме полупроводнички ласери, ласери са влакнима и ласери у чврстом стању.Међу њима, ласери у чврстом стању могу се поделити на ласере у чврстом стању засноване на оптичкој нелинеарној конверзији таласних дужина и ласере у чврстом стању који директно генеришу краткоталасне инфрацрвене ласере из ласерских радних материјала.
Полупроводнички ласери користе полупроводничке материјале као ласерске радне материјале, а излазна таласна дужина ласера је одређена распоном појаса полупроводничких материјала.Са развојем науке о материјалима, енергетски појасеви полупроводничких материјала могу се прилагодити ширем опсегу ласерских таласних дужина кроз инжењеринг енергетских опсега.Због тога се полупроводничким ласерима може добити више таласних дужина краткоталасног инфрацрвеног ласера.
Типичан ласерски радни материјал краткоталасног инфрацрвеног полупроводничког ласера је фосфорни материјал.На пример, полупроводнички ласер индијум фосфида са величином отвора од 95 μм има излазне ласерске таласне дужине од 1,55 μм и 1,625 μм, а снага је достигла 1,5 В.
Фибер ласер користи стаклена влакна допирана ретком земљом као ласерски медијум и полупроводнички ласер као извор пумпе.Има одличне карактеристике као што су низак праг, висока ефикасност конверзије, добар квалитет излазног снопа, једноставна структура и висока поузданост.Такође може искористити предности широког спектра зрачења јона ретких земаља за формирање подесивог ласера са влакнима додавањем селективних оптичких елемената као што су решетке у ласерском резонатору.Фибер ласери су постали важан правац у развоју ласерске технологије.
1.Солид-стате ласер
Медији за појачање ласера у чврстом стању који могу директно да генеришу краткоталасне инфрацрвене ласере су углавном Ер: ИАГ кристали и керамика и стакло допирано Ер.Чврсти ласер заснован на Ер:ИАГ кристалу и керамици може директно да емитује краткоталасни инфрацрвени ласер од 1,645 μм, што је врућа тачка у истраживању краткоталасног инфрацрвеног ласера последњих година [3-5].Тренутно је енергија импулса Ер:ИАГ ласера који користе електро-оптичко или акусто-оптичко К-прекидање достигла неколико до десетина мЈ, ширину импулса од десетина нс и фреквенцију понављања од десетина до хиљада Хз.Ако се као извор пумпе користи полупроводнички ласер од 1,532 μм, он ће имати велике предности у области ласерског активног извиђања и ласерских противмера, посебно његов стелт ефекат на типичне уређаје за ласерско упозорење.
Ер стаклени ласер има компактну структуру, ниску цену, малу тежину и може да реализује рад К-свитцхед.То је пожељни извор светлости за активну детекцију краткоталасног инфрацрвеног ласера.Међутим, због четири недостатка материјала Ер стакла: Прво, централна таласна дужина апсорпционог спектра је 940 нм или 976 нм, што отежава постизање пумпања лампе;Друго, припрема Ер стаклених материјала је тешка и није лако направити велике величине;Треће, Ер стакло Материјал има лоша термичка својства, и није лако постићи рад са понављајућим фреквенцијама дуго времена, а камоли континуирани рад;четврто, не постоји одговарајући материјал за преклапање К.Иако је истраживање краткоталасног инфрацрвеног ласера на бази Ер стакла одувек привлачило пажњу људи, из наведена четири разлога, ниједан производ није изашао.Све до 1990. године, са појавом полупроводничких ласерских шипки са таласним дужинама од 940 нм и 980 нм, и појавом засићених апсорпционих материјала као што су Цо2+:МгАл2О4 (магнезијум алуминат допиран кобалтом), два главна уска грла и К-свит извор пумпања били сломљени.Истраживања о стакленим ласерима су се брзо развила.Нарочито последњих година, минијатурни Ер стаклени ласерски модул у мојој земљи, који интегрише извор полупроводничке пумпе, Ер стакло и резонантну шупљину, тежи не више од 10 г и има капацитет производње мале серије од 50 кВ вршних модула снаге.Међутим, због лоших термичких перформанси материјала Ер стакла, фреквенција понављања ласерског модула је и даље релативно ниска.Фреквенција ласера модула од 50 кВ је само 5 Хз, а максимална фреквенција ласера модула од 20 кВ је 10 Хз, што се може користити само у апликацијама ниске фреквенције.
Ласерски излаз од 1,064 μм Нд:ИАГ импулсног ласера има вршну снагу до мегавата.Када тако јака кохерентна светлост прође кроз неке посебне материјале, њени фотони се нееластично распршују на молекулима материјала, односно фотони се апсорбују и производе релативно нискофреквентне фотоне.Постоје две врсте супстанци које могу постићи овај ефекат конверзије фреквенције: једна су нелинеарни кристали, као што су КТП, ЛиНбО3, итд.;други је гас под високим притиском као што је Х2.Поставите их у оптичку резонантну шупљину да бисте формирали оптички параметарски осцилатор (ОПО).
ОПО заснован на гасу високог притиска обично се односи на параметарски осцилатор стимулисане Раманове расејања светлости.Светлост пумпе се делимично апсорбује и генерише светлосни талас ниске фреквенције.Зрели Раман ласер користи ласер од 1,064 μм за пумпање гаса Х2 под високим притиском да би се добио краткоталасни инфрацрвени ласер од 1,54 μм.
СЛИКА 1
Типична примена краткоталасног инфрацрвеног ГВ система је снимање на даљину ноћу.Ласерски осветљивач треба да буде краткоталасни краткоталасни инфрацрвени ласер са великом вршном снагом, а његова фреквенција понављања треба да буде у складу са фреквенцијом кадра стробоване камере.Према тренутном статусу краткоталасних инфрацрвених ласера у земљи и иностранству, Ер: ИАГ ласери са диодном пумпом и ОПО-басед 1,57 μм солид-стате ласери су најбољи избор.Фреквенцију понављања и вршну снагу минијатурног Ер стакленог ласера још треба побољшати.3.Примена краткоталасног инфрацрвеног ласера у фотоелектричном противизвиђању
Суштина краткоталасног инфрацрвеног ласерског противизвиђања је да оптоелектронску извиђачку опрему непријатеља која ради у краткоталасном инфрацрвеном опсегу озрачи краткоталасним инфрацрвеним ласерским зрацима, тако да може добити погрешне информације о циљу или не може нормално да ради, или чак детектор је оштећен.Постоје две типичне краткоталасне инфрацрвене ласерске анти-извиђачке методе, а то су интерференција обмане удаљености за ласерски даљиномер безбедног за људско око и оштећење супресије краткоталасне инфрацрвене камере.
1.1 Сметње обмањивања удаљености за безбедносни ласерски даљиномер људског ока
Пулсни ласерски даљиномер претвара растојање између мете и мете временским интервалом ласерског импулса који иде напред и назад између тачке лансирања и мете.Ако детектор даљиномера прими друге ласерске импулсе пре него што рефлектовани ехо сигнал мете достигне тачку лансирања, он ће зауставити мерење времена, а конвертована удаљеност није стварна удаљеност мете, већ мања од стварне удаљености мете.Лажно растојање, којим се постиже сврха заваравања удаљености даљиномера.За ласерске даљиномјере безбедне за очи, краткоталасни инфрацрвени пулсни ласери исте таласне дужине могу се користити за спровођење интерференције обмане удаљености.
Ласер који спроводи интерференцију даљиномера за обману удаљености симулира дифузну рефлексију циља на ласер, тако да је вршна снага ласера веома мала, али треба да буду испуњена следећа два услова:
1) Таласна дужина ласера мора бити иста као и радна таласна дужина ометаног даљиномера.Филтер за сметње је инсталиран испред детектора даљиномера, а пропусни опсег је веома узак.Ласери са таласним дужинама другачијим од радне таласне дужине не могу доћи до фотоосетљиве површине детектора.Чак и ласери од 1,54 μм и 1,57 μм са сличним таласним дужинама не могу да ометају једни друге.
2) Фреквенција ласерског понављања мора бити довољно висока.Детектор даљиномера реагује на ласерски сигнал који досеже његову фотоосетљиву површину само када се измери домет.Да би се постигле ефикасне сметње, импулс интерференције треба да се стисне најмање 2 до 3 импулса у таласну капију даљиномера.Гејт домета који се тренутно може постићи је реда величине μс, тако да ометајући ласер мора имати високу фреквенцију понављања.Узимајући за пример циљну удаљеност од 3 км, време потребно да се ласер једном врати напред-назад је 20 μс.Ако се унесу најмање 2 импулса, фреквенција понављања ласера мора да достигне 50 кХз.Ако је минимални домет ласерског даљиномера 300 м, фреквенција понављања ометача не може бити нижа од 500 кХз.Само полупроводнички ласери и ласери са влакнима могу постићи тако високу стопу понављања.
1.2 Сузбијање сметњи и оштећења краткоталасних инфрацрвених камера
Као основна компонента краткоталасног инфрацрвеног система за снимање, краткоталасна инфрацрвена камера има ограничен динамички опсег оптичке снаге одговора свог ИнГаАс детектора жаришне равни.Ако упадна оптичка снага пређе горњу границу динамичког опсега, доћи ће до засићења и детектор не може да обавља нормалну слику.Већа снага Ласер ће изазвати трајно оштећење детектора.
Полупроводнички ласери са континуалном и ниском вршном снагом и ласери са влакнима са високом фреквенцијом понављања су погодни за континуирано сузбијање сметњи краткоталасних инфрацрвених камера.Континуирано зрачите краткоталасну инфрацрвену камеру ласером.Због кондензационог ефекта оптичког сочива са великим увећањем, област до које долази ласерска дифузна тачка на жижној равни ИнГаАс је јако засићена и стога се не може нормално снимити.Тек након што се ласерско зрачење прекине на одређено време, перформансе снимања се могу постепено вратити у нормалу.
Према резултатима вишегодишњег истраживања и развоја ласерских активних противмерних производа у видљивом и блиском инфрацрвеном опсегу и тестовима ефикасности оштећења вишеструких поља, само краткопулсни ласери са вршном снагом од мегавата и више могу изазвати неповратну штету на ТВ-у. камере на удаљености од километра.оштећења.Да ли се ефекат оштећења може постићи, кључна је вршна снага ласера.Све док је вршна снага већа од прага оштећења детектора, један импулс може оштетити детектор.Са становишта потешкоћа у дизајну ласера, расипање топлоте и потрошње енергије, фреквенција понављања ласера не мора нужно да достигне брзину кадрова камере или чак више, а 10 Хз до 20 Хз може задовољити стварне борбене апликације.Наравно, краткоталасне инфрацрвене камере нису изузетак.
ИнГаАс детектори у фокалној равни укључују ЦЦД-ове за бомбардовање електроном засноване на фотокатодама за миграцију електрона ИнГаАс/ИнП и ЦМОС-у који је касније развијен.Њихови прагови засићења и оштећења су истог реда величине као ЦЦД/ЦМОС базирани на Си, али детектори засновани на ИнГаАс/ИнП још нису добијени.Подаци о прагу засићења и оштећења ЦЦД/ЦОМС.
Према тренутном статусу краткоталасних инфрацрвених ласера у земљи и иностранству, полупроводнички ласер са репетитивном фреквенцијом од 1,57 μм заснован на ОПО је и даље најбољи избор за ласерско оштећење ЦЦД/ЦОМС.Његове високе перформансе продирања у атмосферу и висока вршна снага кратког пулсног ласера Покривеност светлосне тачке и ефективне карактеристике једног импулса су очигледне за меку убијајућу моћ оптоелектронског система на великим удаљеностима опремљеног краткоталасним инфрацрвеним камерама.
2 .Закључак
Краткоталасни инфрацрвени ласери са таласним дужинама између 1,1 μм и 1,7 μм имају високу атмосферску пропусност и снажну способност да продиру кроз измаглицу, кишу, снег, дим, песак и прашину.Невидљив је традиционалној опреми за ноћни вид при слабом осветљењу.Ласер у опсегу од 1,4 μм до 1,6 μм је безбедан за људско око и има карактеристичне карактеристике као што је зрели детектор са максималном таласном дужином одзива у овом опсегу, и постао је важан правац развоја за ласерске војне примене.
Овај рад анализира техничке карактеристике и статус куо четири типична краткоталасна инфрацрвена ласера, укључујући фосфорне полупроводничке ласере, ласере са влакнима са Ер-допираном, чврсте ласере допиране Ером и чврсте ласере засноване на ОПО, и сумира употребу ових краткоталасних инфрацрвених ласера у фотоелектричном активном извиђању.Типичне примене у против-извиђању.
1) Фосфорни полупроводнички ласери са високом фреквенцијом и ниском вршном снагом и ласери са влакнима допираним Ер углавном се користе за помоћно осветљење за прикривени надзор на даљину и циљање ноћу и сузбијање сметњи непријатељским краткоталасним инфрацрвеним камерама.Фосфорни полупроводнички ласери са кратким импулсима са кратким импулсима и ласери са влакнима са Ер-допираном су такође идеални извори светлости за системе са више импулса за безбедно мерење ока, радар за скенирање ласерског скенирања и сметње за обману даљине ласерског даљиномера за очи.
2) Солид-стате ласери засновани на ОПО са малом стопом понављања, али са вршном снагом од мегавата или чак десет мегавата, могу се широко користити у радарима за снимање блица, посматрању ласера на даљину ноћу, краткоталасним инфрацрвеним ласерским оштећењима и Традиционални режим удаљених људских очију Безбедносни ласерски распон.
3) Минијатурни Ер стаклени ласер је један од најбрже растућих праваца краткоталасних инфрацрвених ласера последњих година.Тренутни нивои снаге и фреквенције понављања могу се користити у минијатурним ласерским даљиномерима за заштиту очију.Временом, када вршна снага достигне ниво мегавата, може се користити за радар за снимање блица, посматрање ласерског гајта и ласерско оштећење краткоталасних инфрацрвених камера.
4) Ер:ИАГ ласер са диодном пумпом који скрива уређај за ласерско упозорење је главни правац развоја краткоталасних инфрацрвених ласера велике снаге.Има велики потенцијал примене у флеш лидару, посматрању ласерског гајтинга на великим удаљеностима ноћу и ласерским оштећењима.
Последњих година, како системи наоружања имају све веће захтеве за интеграцијом оптоелектронских система, мала и лака ласерска опрема постала је неизбежан тренд у развоју ласерске опреме.Полупроводнички ласери, ласери са влакнима и минијатурни ласери мале величине, мале тежине и мале потрошње енергије Ер стаклени ласери су постали главни правац развоја краткоталасних инфрацрвених ласера.Конкретно, влакнасти ласери са добрим квалитетом зрака имају велики потенцијал примене у ноћном помоћном осветљењу, прикривеном надзору и нишању, лидару за скенирање слике и сметњама за сузбијање ласера.Међутим, снага/енергија ова три типа малих и лаких ласера је генерално ниска и може се користити само за неке извиђачке апликације кратког домета и не може задовољити потребе дугог домета и контра-извиђања.Стога је фокус развоја повећање снаге/енергије ласера.
Чврсти ласери засновани на ОПО-у имају добар квалитет зрака и велику вршну снагу, а њихове предности у посматрању на даљину, радарима за снимање блица и оштећењима ласера су и даље веома очигледне, а излазна енергија ласера и фреквенција понављања ласера требало би додатно повећати .За Ер:ИАГ ласере са диодном пумпом, ако се енергија импулса повећа док се ширина импулса даље компримује, постаће најбоља алтернатива ОПО ласерима у чврстом стању.Има предности у посматрању на даљину, радару за снимање блица и оштећењу ласера.Велики потенцијал примене.
Више информација о производу, можете посетити нашу веб страницу:
хттпс://ввв.ербиумтецхнологи.цом/
Е-маил:devin@erbiumtechnology.com
ВхатсАпп: +86-18113047438
Факс: +86-2887897578
Додајте: бр.23, пут Цхаоианг, улица Ксихе, округ Лонгкуании, Цхенгду, 610107, Кина.
Време ажурирања: мар-02-2022
