تحلیل فرکانس فرستنده‌های لیزر Er:Glass

در سیستم‌های نوری مانند فاصله‌یابی لیزری، لیدار و تشخیص هدف، فرستنده‌های لیزری Er:Glass به دلیل ایمنی چشم و قابلیت اطمینان بالا، به طور گسترده در کاربردهای نظامی و غیرنظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر انرژی پالس، نرخ تکرار (فرکانس) یک پارامتر حیاتی برای ارزیابی عملکرد است. این امر بر لیزر تأثیر می‌گذارد.'سرعت پاسخ، چگالی جمع‌آوری داده، و ارتباط نزدیکی با مدیریت حرارتی، طراحی منبع تغذیه و پایداری سیستم دارد.

۱. فرکانس لیزر چیست؟

فرکانس لیزر به تعداد پالس‌های ساطع شده در واحد زمان اشاره دارد که معمولاً با واحد هرتز (Hz) یا کیلوهرتز (kHz) اندازه‌گیری می‌شود. همچنین به عنوان نرخ تکرار شناخته می‌شود و یک شاخص کلیدی عملکرد برای لیزرهای پالسی است.
برای مثال: ۱ هرتز = ۱ پالس لیزر در ثانیه، ۱۰ کیلوهرتز = ۱۰۰۰۰ پالس لیزر در ثانیه. اکثر لیزرهای Er:Glass در حالت پالسی کار می‌کنند و فرکانس آنها ارتباط نزدیکی با شکل موج خروجی، نمونه‌برداری سیستم و پردازش پژواک هدف دارد.

۲. محدوده فرکانسی رایج لیزرهای Er:Glass

بسته به لیزر'با توجه به الزامات طراحی ساختاری و کاربردی، فرستنده‌های لیزر Er:Glass می‌توانند از حالت تک‌شات (به کمی ۱ هرتز) تا ده‌ها کیلوهرتز (کیلوهرتز) کار کنند. فرکانس‌های بالاتر از اسکن سریع، ردیابی مداوم و جمع‌آوری داده‌های متراکم پشتیبانی می‌کنند، اما همچنین تقاضای بیشتری برای مصرف برق، مدیریت حرارتی و طول عمر لیزر ایجاد می‌کنند.

۳. عوامل کلیدی مؤثر بر نرخ تکرار

۱. (۱)طراحی منبع پمپ و منبع تغذیه

منابع پمپ دیود لیزری (LD) باید از مدولاسیون سرعت بالا پشتیبانی کرده و توان پایداری را فراهم کنند. ماژول‌های برق باید بسیار پاسخگو و کارآمد باشند تا بتوانند چرخه‌های روشن/خاموش مکرر را مدیریت کنند.

②مدیریت حرارتی

هرچه فرکانس بالاتر باشد، گرمای بیشتری در واحد زمان تولید می‌شود. هیت سینک‌های کارآمد، کنترل دمای TEC یا ساختارهای خنک‌کننده میکروکانال به حفظ خروجی پایدار و افزایش طول عمر دستگاه کمک می‌کنند.

۳. (۳)روش سوئیچینگ Q

سوئیچینگ Q غیرفعال (مثلاً با استفاده از کریستال‌های Cr:YAG) عموماً برای لیزرهای فرکانس پایین مناسب است، در حالی که سوئیچینگ Q فعال (مثلاً با مدولاتورهای آکوستو-اپتیک یا الکترو-اپتیک مانند سلول‌های پاکلز) امکان عملکرد در فرکانس‌های بالاتر را با کنترل قابل برنامه‌ریزی فراهم می‌کند.

④طراحی ماژول

طراحی‌های جمع‌وجور و کم‌مصرف هد لیزر تضمین می‌کند که انرژی پالس حتی در فرکانس‌های بالا نیز حفظ شود.

۴. توصیه‌های تطبیق فرکانس و کاربرد

سناریوهای مختلف کاربرد به فرکانس‌های عملیاتی متفاوتی نیاز دارند. انتخاب نرخ تکرار مناسب برای تضمین عملکرد بهینه بسیار مهم است. در زیر برخی از موارد استفاده و توصیه‌های رایج آمده است:

۱. (۱)فرکانس پایین، حالت انرژی بالا (1–۲۰ هرتز)

ایده‌آل برای فاصله‌یابی لیزری دوربرد و تعیین هدف، جایی که نفوذ و پایداری انرژی کلیدی هستند.

②فرکانس متوسط، حالت انرژی متوسط ​​(50–۵۰۰ هرتز)

مناسب برای مسافت‌یابی صنعتی، ناوبری و سیستم‌هایی با نیاز به فرکانس متوسط.

۳. (۳)فرکانس بالا، حالت انرژی پایین (>1 کیلوهرتز)

مناسب برای سیستم‌های لیدار شامل اسکن آرایه، تولید ابر نقطه‌ای و مدل‌سازی سه‌بعدی.

۵. روندهای فناوری

با پیشرفت روزافزون ادغام لیزر، نسل بعدی فرستنده‌های لیزر Er:Glass در جهات زیر در حال تکامل است:

۱. (۱)ترکیب نرخ تکرار بالاتر با خروجی پایدار
②رانندگی هوشمند و کنترل فرکانس پویا
۳. (۳)طراحی سبک و کم مصرف
④معماری‌های کنترل دوگانه برای فرکانس و انرژی، که امکان تغییر حالت انعطاف‌پذیر (مثلاً اسکن/تمرکز/ردیابی) را فراهم می‌کند.

۶. نتیجه‌گیری

فرکانس عملیاتی یک پارامتر اصلی در طراحی و انتخاب فرستنده‌های لیزر Er:Glass است. این پارامتر نه تنها کارایی جمع‌آوری داده‌ها و بازخورد سیستم را تعیین می‌کند، بلکه مستقیماً بر مدیریت حرارتی و طول عمر لیزر نیز تأثیر می‌گذارد. برای توسعه‌دهندگان، درک تعادل بین فرکانس و انرژی—و انتخاب پارامترهایی که متناسب با کاربرد خاص باشند—کلیدی برای بهینه سازی عملکرد سیستم است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد طیف گسترده محصولات فرستنده لیزر Er:Glass با فرکانس‌ها و مشخصات مختلف، با ما تماس بگیرید.'ما اینجا هستیم تا به شما در رفع نیازهای حرفه‌ای‌تان در زمینه‌های مسافت‌یابی، لیدار، ناوبری و کاربردهای دفاعی کمک کنیم.