در زمینه‌های فاصله‌یابی لیزری، تعیین هدف و لیدار، فرستنده‌های لیزری Er:Glass به دلیل ایمنی عالی چشم و طراحی جمع‌وجور، به لیزرهای حالت جامد مادون قرمز میانی پرکاربرد تبدیل شده‌اند. در میان پارامترهای عملکرد آنها، انرژی پالس نقش مهمی در تعیین قابلیت تشخیص، پوشش برد و پاسخگویی کلی سیستم ایفا می‌کند. این مقاله تجزیه و تحلیل عمیقی از انرژی پالس فرستنده‌های لیزری Er:Glass ارائه می‌دهد.
۱. انرژی پالس چیست؟
انرژی پالس به میزان انرژی ساطع شده توسط لیزر در هر پالس اشاره دارد که معمولاً با واحد میلی ژول (mJ) اندازه‌گیری می‌شود. این انرژی حاصلضرب توان اوج و مدت زمان پالس است: E = Pاوج×τکه در آن: E انرژی پالس، P است.اوج اوج قدرت است،τ پهنای پالس است.
برای لیزرهای معمولی Er:Glass که در طول موج 1535 نانومتر کار می‌کنند—طول موجی در محدوده ایمن برای چشم کلاس ۱—می‌توان ضمن حفظ ایمنی، به انرژی پالس بالایی دست یافت، که این امر آنها را به ویژه برای کاربردهای قابل حمل و فضای باز مناسب می‌کند.
2. محدوده انرژی پالس لیزرهای Er:Glass
بسته به طراحی، روش پمپ و کاربرد مورد نظر، فرستنده‌های لیزری Er:Glass تجاری، انرژی تک پالسی از ده‌ها میکروژول (µj) را ارائه می‌دهند.μJ) تا چند ده میلی ژول (mJ).
به‌طورکلی، فرستنده‌های لیزری Er:Glass که در ماژول‌های فاصله‌یابی مینیاتوری استفاده می‌شوند، محدوده انرژی پالسی ۰.۱ تا ۱ میلی‌ژول دارند. برای نشانگرهای هدف دوربرد، معمولاً ۵ تا ۲۰ میلی‌ژول مورد نیاز است، در حالی که سیستم‌های نظامی یا صنعتی ممکن است از ۳۰ میلی‌ژول فراتر روند و اغلب از ساختارهای تقویت‌کننده دو میله‌ای یا چند مرحله‌ای برای دستیابی به خروجی بالاتر استفاده می‌کنند.
انرژی پالس بالاتر عموماً منجر به عملکرد تشخیص بهتر می‌شود، به خصوص در شرایط چالش برانگیز مانند سیگنال‌های بازگشتی ضعیف یا تداخل محیطی در بردهای طولانی.
۳. عوامل مؤثر بر انرژی پالس
۱. (۱)عملکرد منبع پمپ
لیزرهای Er:Glass معمولاً توسط دیودهای لیزری (LD) یا لامپ‌های فلش پمپ می‌شوند. LDها راندمان و فشردگی بالاتری دارند اما به کنترل دقیق حرارتی و مدار محرک نیاز دارند.
②غلظت آلایش و طول میله
مواد میزبان مختلف مانند Er:YSGG یا Er:Yb:Glass از نظر میزان آلایش و طول بهره متفاوت هستند و این امر مستقیماً بر ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی تأثیر می‌گذارد.
۳. (۳)فناوری Q-سوئیچینگ
سوئیچینگ Q غیرفعال (مثلاً با کریستال‌های Cr:YAG) ساختار را ساده می‌کند اما دقت کنترل محدودی را ارائه می‌دهد. سوئیچینگ Q فعال (مثلاً با سلول‌های پاکلز) پایداری و کنترل انرژی بالاتری را فراهم می‌کند.
④مدیریت حرارتی
در انرژی‌های پالس بالا، اتلاف حرارت مؤثر از میله لیزر و ساختار دستگاه برای تضمین پایداری خروجی و طول عمر آن ضروری است.
۴. تطبیق انرژی پالس با سناریوهای کاربردی
انتخاب فرستنده لیزر Er:Glass مناسب به شدت به کاربرد مورد نظر بستگی دارد. در زیر برخی از موارد استفاده رایج و توصیه‌های مربوط به انرژی پالس آمده است:
۱. (۱)فاصله‌یاب‌های لیزری دستی
ویژگی‌ها: جمع و جور، کم مصرف، اندازه‌گیری‌های برد کوتاه با فرکانس بالا
انرژی پالس توصیه شده: 0.5–۱ میلی‌ژول
②فاصله‌یابی پهپاد / اجتناب از موانع
ویژگی‌ها: برد متوسط تا زیاد، پاسخ سریع، سبک
انرژی پالس توصیه شده: ۱–۵ میلی‌ژول
۳. (۳)تعیین‌کننده‌های هدف نظامی
ویژگی‌ها: نفوذ بالا، ضد تداخل قوی، هدایت حملات دوربرد
انرژی پالس توصیه شده: ۱۰–۳۰ میلی‌ژول
④سیستم‌های لیدار
ویژگی‌ها: نرخ تکرار بالا، اسکن یا تولید ابر نقطه‌ای
انرژی پالس توصیه شده: 0.1–۱۰ میلی‌ژول
۵. روندهای آینده: بسته‌بندی پرانرژی و فشرده
با پیشرفت‌های مداوم در فناوری دوپینگ شیشه، ساختارهای پمپ و مواد حرارتی، فرستنده‌های لیزر Er:Glass به سمت ترکیبی از انرژی بالا، نرخ تکرار بالا و کوچک‌سازی در حال تکامل هستند. به عنوان مثال، سیستم‌هایی که تقویت چند مرحله‌ای را با طرح‌های Q-switched فعال ادغام می‌کنند، اکنون می‌توانند بیش از 30 میلی‌ژول در هر پالس ارائه دهند و در عین حال یک فاکتور فرم جمع و جور را حفظ کنند.—ایده‌آل برای اندازه‌گیری‌های دوربرد و کاربردهای دفاعی با قابلیت اطمینان بالا.
۶. نتیجه‌گیری
انرژی پالس یک شاخص کلیدی عملکرد برای ارزیابی و انتخاب فرستنده‌های لیزر Er:Glass بر اساس الزامات کاربردی است. با تکامل مداوم فناوری‌های لیزر، کاربران می‌توانند به خروجی انرژی بالاتر و برد بیشتر در دستگاه‌های کوچک‌تر و کم‌مصرف‌تر دست یابند. برای سیستم‌هایی که نیاز به عملکرد در برد طولانی، ایمنی چشم و قابلیت اطمینان عملیاتی دارند، درک و انتخاب محدوده انرژی پالس مناسب برای به حداکثر رساندن کارایی و ارزش سیستم بسیار مهم است.
اگر شما'اگر به دنبال فرستنده‌های لیزری Er:Glass با کارایی بالا هستید، با ما تماس بگیرید. ما مدل‌های متنوعی با مشخصات انرژی پالس از 0.1 میلی‌ژول تا بیش از 30 میلی‌ژول ارائه می‌دهیم که برای طیف وسیعی از کاربردها در فاصله‌یابی لیزری، لیدار و تعیین هدف مناسب هستند.
زمان ارسال: ۲۸ ژوئیه ۲۰۲۵