Application ng 1550nm Single Frequency Tunable Fiber Laser
2021-09-01
Ang mga single-frequency fiber laser ay may mga natatanging katangian tulad ng ultra-narrow linewidth, adjustable frequency, ultra-long coherence length, at ultra-low noise. Ang teknolohiyang FMCW sa microwave radar ay maaaring gamitin para sa ultra-high-precision coherent detection ng mga ultra-long-distance na target. Baguhin ang mga likas na konsepto ng merkado ng fiber sensing, lidar at laser ranging, at patuloy na isagawa ang rebolusyon sa mga aplikasyon ng laser hanggang sa wakas.
Application sa optical fiber sensing: Ang mga ultra-makitid na linewidth fiber laser ay maaaring ilapat sa mga distributed fiber sensing system upang makita, hanapin at pag-uri-uriin ang mga target na kasing layo ng 10 kilometro. Ang pangunahing prinsipyo ng aplikasyon nito ay ang frequency modulated continuous wave technology (FMCW), na maaaring magbigay ng mura, ganap na ipinamahagi na proteksyon sa seguridad ng sensor para sa mga nuclear power plant, oil/gas pipelines, mga base militar at mga hangganan ng pambansang depensa. Sa teknolohiya ng FMCW, patuloy na nagbabago ang dalas ng output ng laser sa paligid ng dalas ng gitna nito, at ang bahagi ng ilaw ng laser ay isinasama sa isang reference arm na may nakapirming reflectivity. Sa isang heterodyne coherent detection system, ang reference arm ay gumaganap bilang isang lokal na oscillation Ang papel ng LO (LO). Ang pagkilos bilang sensor ay isa pang napakahabang optical fiber, pakitingnan ang Figure 2. Ang ilaw ng laser na sumasalamin mula sa sensing fiber ay hinahalo sa reference light mula sa lokal na oscillator upang makabuo ng optical beat frequency, na tumutugma sa pagkakaiba sa oras ng pagkaantala nito. naranasan. Ang malayong impormasyon sa sensing fiber ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsukat ng beat frequency ng photocurrent sa spectrum analyzer. Ang ipinamahagi na pagmuni-muni sa sensing fiber ay maaaring ang pinakasimpleng Rayleigh backscatter. Sa pamamagitan ng magkakaugnay na teknolohiya ng pagtuklas na ito, ang mga signal na may sensitivity na kasingbaba ng -100db ay madaling matukoy. Kasabay nito, dahil ang beat signal ng photocurrent ay proporsyonal sa sinasalamin na signal ng liwanag at ang kapangyarihan ng reference na ilaw mula sa lokal na oscillator, at ang reference light ay mayroon ding function na palakasin ang signal light, ang sensing technology na ito ay maaaring makamit. iba pang kasalukuyang Anumang teknolohiya ng optical fiber sensing ay hindi makakamit ang ultra-long-distance dynamic na pagsukat. Ang mga panlabas na salik na nakakasagabal sa sensing fiber, tulad ng presyon, temperatura, tunog, at panginginig ng boses, ay direktang makakaapekto sa sinasalamin na ilaw ng laser, at sa gayon ay napagtatanto ang pagtuklas ng mga panlabas na kapaligirang ito. Gayunpaman, para sa anumang hanay ng magkakaugnay na sistema ng teknolohiya ng FMCW, ang pinakamahalagang bahagi ay ang kailangan ng isang ilaw na pinagmumulan na may mahabang haba ng pagkakaugnay upang makamit ang mataas na katumpakan ng spatial at malaking saklaw ng pagsukat. Iniisip ng komunikasyon ng optical library kung ano ang iniisip mo, at pinasadya ang iba't ibang ultra-narrow-line fiber laser para sa iyo. Ang mga laser na ito ay nakikinabang mula sa patented na teknolohiya ng Estados Unidos, ang dalas ay ganap na iisa, at ang haba ng pagkakaugnay ay maaaring umabot sa sampu-sampung kilometro, na siyang pinaka-perpektong pinagmumulan ng liwanag sa teknolohiya ng FMCW. Ang fiber laser na nilagyan ng optical library communication ay may pinakamahabang sensing distance na higit sa 10 kilometro, habang ang detection distance ng DFB laser diodes sa merkado ay ilang daang metro lamang. Dahil isa lang sa naturang laser at photodetector ang maaaring sumubaybay sa mga pagbabago ng mga ultra-long-distance sensing parts, maaaring i-upgrade ng sensing system ang kasalukuyang mga pamantayan ng seguridad sa napakababang halaga, na maaaring malawakang magamit sa malawak na hanay ng mga application. , Long-distance homeland security at mga larangan ng militar.
Laser pointer at saklaw ng militar: Sa kasalukuyan, ang pinagsamang platform ng ISR (intelligence, surveillance, reconnaissance) ng militar ay kadalasang nilagyan ng electro-optical imaging system, na sa pangkalahatan ay maaaring mag-imahe sa malalayong distansya at tumpak na mahanap ang paggalaw ng maliliit na target, tulad ng mga sasakyang pang-launch at tank. Gayunpaman, dahil sa epekto ng katumpakan ng terrain ng sistema ng imaging, sa pangkalahatan ay hindi maipapadala ng system ang eksaktong posisyon ng target sa mga command platform na ito upang idirekta ang armas sa target. Sa katunayan, ang militar ay palaging may malaking pangangailangan para sa murang halaga, ultra-long-distance (ilang daang kilometro), at ultra-high-precision (mas mababa sa 1 metro) na indikasyon ng laser target/mula sa mga tuntunin ng mga sistema ng ISR . Sa kasalukuyan, ang distansya ng pagsukat ng isang pangkalahatang komersyal na laser rangefinder ay 10-20 kilometro, na nalilimitahan ng dinamikong hanay nito at sensitivity ng pagsukat, at hindi nakakatugon sa mga kinakailangan ng sistema ng militar na ISR. Sa kasalukuyan, karamihan sa mga laser rangefinder ay batay sa prinsipyo ng optical time domain reflection ng pulsed lasers. Binubuo ang mga ito ng mabilis na photodetector at simpleng analyzer, na direktang nakakakita ng mga light pulse signal na makikita mula sa target. Ang katumpakan ng pagsukat ay karaniwang 1 -10 metro, na nililimitahan ng lapad ng pulso ng laser (na may kaugnayan sa 3-30nm na haba ng laser pulse). Kung mas maikli ang pulso ng laser, mas mataas ang katumpakan ng pagsukat, at ang bandwidth ng pagsukat ng laser ay mapapabuti rin nang husto. Ito ay walang alinlangan na tataas ang ingay sa pag-detect, at sa gayon ay mababawasan ang dynamic na distansya ng pagsukat. Dahil linearly proportional ang photocurrent signal sa enerhiya ng sinasalamin na light signal, nililimitahan ng mga pinahusay na ingay na ito ang sensitivity ng detection signal. Dahil dito, ang pinakamahabang distansya ng pagsukat ng kasalukuyang military laser rangefinder ay 10-20 kilometro lamang. Batay sa prinsipyo ng teknolohiya ng FMCW, ang 1550nm ultra-narrow linewidth fiber laser ay maaaring malawakang magamit sa laser target indication at laser ranging para sa daan-daang kilometro, upang ang ISR platform ay maitayo sa napakababang halaga. Ang isang set ng ultra-long-distance laser indication/ranging ay binubuo ng laser, collimator at receiver, at signal analyzer. Ang dalas ng makitid na linewidth laser ay linearly at mabilis na modulated. Ang malayong impormasyon ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsukat ng signal light na makikita mula sa target at paghahalo ng reference light upang makabuo ng isang photocurrent. Sa sistema ng teknolohiya ng FMCW, tinutukoy ng lapad ng linya o haba ng pagkakaugnay ng laser ang distansya at sensitivity ng pagsukat. Ang lapad ng linya ng fiber laser na ibinigay ng Optical Library Communication ay kasing baba ng 2Khz, na 2-3 order ng magnitude na mas mababa kaysa sa lapad ng linya ng pinakamahusay na semiconductor laser sa mundo. Ang mahalagang tampok na ito ay maaaring makamit ang indikasyon ng laser at pagsukat ng distansya ng daan-daang kilometro, at ang katumpakan ay kasing taas ng 1 metro o mas mababa pa sa 1 metro. Ang tagapagpahiwatig ng laser/instrumento sa pagsukat na gawa sa fiber laser na ito ay may maraming mga pakinabang kaysa sa karamihan ng kasalukuyang tagapagpahiwatig ng laser/mga instrumento sa pagsukat batay sa mga pulsed laser, kabilang ang napakahabang dynamic na distansya, napakataas na sensitivity sa pagsukat, at ligtas sa mata ng tao, maliit na sukat, magaan ang timbang, matatag at matatag, madaling i-install, atbp.
Doppler Lidar: Sa pangkalahatan, ang magkakaugnay na mga sistema ng radar ay nangangailangan ng mga pulsed na pinagmumulan ng ilaw ng laser, at upang makabuo ng mga signal ng heterodyne o homodyne para sa Doppler sensing, dapat ding gumana ang mga laser na ito sa isang frequency. Gayunpaman, ayon sa kaugalian, ang mga naturang laser ay karaniwang binubuo ng tatlong bahagi: sub-laser, pangunahing laser, at kumplikadong kontrol sa circuit. Kabilang sa mga ito, ang sub-laser ay isang high-power pulsed laser oscillator, ang pangunahing laser ay isang low-power ngunit napaka-stable na tuloy-tuloy na laser, at ang bahagi ng electronic control ay pangunahing ginagamit upang kontrolin at mapanatili ang single-frequency oscillation ng sub-laser. . Walang alinlangan na ang tradisyunal na single-frequency pulsed laser na ito ay masyadong malaki, at nahaharap sa malalaking hamon sa tibay at tibay, at hindi maaaring palakihin dahil nangangailangan ito ng madalas at mahirap na pagkakalibrate ng mga sensitibong discrete optical na bahagi. Kasabay nito, dapat itong itugma na ang seed signal mula sa pangunahing laser ay maaaring maayos na maisama sa sub-laser. Ang single-frequency, all-fiber Q-switched pulsed fiber laser ay maaaring masiyahan ang napakalakas at compact na Doppler lidar system. Ang nobelang laser na ito ay maaaring gumana nang nag-iisa sa isang lokal na oscillator, maaari din itong i-frequency-lock para sa pagpapatakbo ng pulso, at maaari rin itong magamit bilang pinagmumulan ng binhi para sa pag-iniksyon ng mga laser sa pamamagitan ng lokal na oscillator. Madaling mabasa ang sinasalamin na frequency shift ng Doppler sa pamamagitan ng pagsuri sa photocurrent na nabuo sa pamamagitan ng paghahalo ng reference light at signal light. Ang tuluy-tuloy na wave fiber laser ng Optical Library Communication ay ang iyong perpektong seed source laser. Ito ay may mataas na antas ng pagiging tugma sa aming all-fiber pulsed fiber laser. Ang lahat ng mga optoelectronic na aparato ay isinama sa isang maliit at magaan na kahon, na napaka-angkop para sa field work. Dahil sa natural na istraktura ng waveguide ng fiber, ang fiber laser ay hindi nangangailangan ng optical alignment at adjustment sa lahat. Kasabay nito, maliban kung sa pamamagitan ng kumplikadong nonlinear frequency conversion, ang kasalukuyang kristal na solid-state na mga laser sa pangkalahatan ay hindi direktang makapaglalabas ng 1550nm wavelength na ligtas para sa mata ng tao. Ginagawa nitong mas kaakit-akit ang aming mga erbium-doped fiber laser at sa gayon ay nagiging isa sa mga pinakamahusay na pinagmumulan ng liwanag para sa lidar.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
