Uporaba 1550 nm enofrekvenčnega nastavljivega optičnega laserja
2021-09-01
Enofrekvenčni laserji z vlakni imajo edinstvene lastnosti, kot so ultra ozka širina črte, nastavljiva frekvenca, ultra dolga koherentna dolžina in izjemno nizek šum. Tehnologija FMCW na mikrovalovnem radarju se lahko uporablja za izjemno visoko natančno koherentno odkrivanje ciljev na ultra dolge razdalje. Spremenite tržne neločljive koncepte zaznavanja vlaken, lidarja in laserskega določanja razdalje ter nadaljujte z izvajanjem revolucije v laserskih aplikacijah do konca.
Uporaba pri zaznavanju optičnih vlaken: Optične laserje z ultra ozko širino črte je mogoče uporabiti v porazdeljenih sistemih za zaznavanje vlaken za odkrivanje, lociranje in razvrščanje ciljev do 10 kilometrov. Njegovo osnovno načelo uporabe je frekvenčno modulirana tehnologija kontinuiranega valovanja (FMCW), ki lahko zagotovi poceni, popolnoma porazdeljeno varnostno zaščito senzorjev za jedrske elektrarne, naftovode/plinovode, vojaške baze in državne obrambne meje. V tehnologiji FMCW se izhodna frekvenca laserja nenehno spreminja okoli svoje osrednje frekvence, del laserske svetlobe pa je povezan v referenčno roko s fiksno odbojnostjo. V heterodinskem koherentnem detekcijskem sistemu referenčna roka deluje kot lokalno nihanje. Vloga LO (LO). Kot senzor deluje še eno zelo dolgo optično vlakno, glejte sliko 2. Laserska svetloba, ki se odbija od zaznavalnega vlakna, se pomeša z referenčno svetlobo lokalnega oscilatorja, da ustvari frekvenco optičnega utripa, ki ustreza razliki časovne zakasnitve, ki jo ima izkušen. Oddaljene informacije o zaznavalnem vlaknu je mogoče pridobiti z merjenjem frekvence utripov fototoka na spektralnem analizatorju. Porazdeljeni odsev na zaznavalnem vlaknu je lahko najpreprostejše Rayleighovo povratno sipanje. S to koherentno tehnologijo zaznavanja je mogoče zlahka zaznati signale z občutljivostjo do -100 db. Hkrati, ker je utripni signal fototoka sorazmeren z odbitim svetlobnim signalom in močjo referenčne svetlobe iz lokalnega oscilatorja, referenčna svetloba pa ima tudi funkcijo ojačanja signalne svetlobe, lahko ta tehnologija zaznavanja doseže drugi tok. Nobena tehnologija zaznavanja optičnih vlaken ne more doseči dinamičnega merjenja na ultra dolge razdalje. Zunanji dejavniki, ki motijo zaznavno vlakno, kot so tlak, temperatura, zvok in vibracije, bodo neposredno vplivali na odbito lasersko svetlobo in tako uresničili zaznavanje teh zunanjih okolij. Vendar pa je za kateri koli niz koherentnega tehnološkega sistema FMCW najbolj kritičen del potreben vir svetlobe z dolgo koherentno dolžino, da se doseže visoka prostorska natančnost in velik razpon meritev. Komunikacija z optičnimi knjižnicami misli, kar mislite, in vam prilagodi različne ultra ozke laserje z vlakni. Ti laserji imajo koristi od patentirane tehnologije Združenih držav, frekvenca je popolnoma enotna, dolžina koherentnosti pa lahko doseže desetine kilometrov, kar je najbolj idealen vir svetlobe v tehnologiji FMCW. Optični laser, opremljen z optično knjižnično komunikacijo, ima najdaljšo zaznavno razdaljo več kot 10 kilometrov, medtem ko je zaznavna razdalja laserskih diod DFB na trgu le nekaj sto metrov. Ker lahko samo en tak laser in fotodetektor spremlja spremembe delov zaznavanja na ultra dolge razdalje, lahko zaznavni sistem po zelo nizkih stroških nadgradi trenutne varnostne standarde, ki se lahko široko uporabljajo v najrazličnejših aplikacijah. , Državna varnost na dolge razdalje in vojaška področja.
Laserski kazalec in vojaški razdalji: Trenutno je integrirana platforma vojaške ISR (obveščevalna, nadzorna, izvidniška) običajno opremljena z elektro-optičnim slikovnim sistemom, ki lahko na splošno slika na dolge razdalje in natančno locira gibanje majhnih ciljev, kot so nosilne rakete in tanki. Vendar pa zaradi vpliva sistema za slikanje terena na natančnost terena sistem na splošno ne more posredovati natančnega položaja tarče na te poveljniške platforme, da bi orožje usmerili na cilj. Dejstvo je, da je vojska vedno imela veliko povpraševanje po nizkocenovnih, ultra dolgih razdaljah (nekaj sto kilometrov) in ultra-visoko natančnih (manj kot 1 meter) laserskih indikacijah/dometih v smislu sistemov ISR. . Trenutno je merilna razdalja splošnega komercialnega laserskega daljinomera 10-20 kilometrov, kar je omejeno z njegovim dinamičnim razponom in merilno občutljivostjo in ne more izpolnjevati zahtev vojaškega sistema ISR. Trenutno večina laserskih daljinomerov temelji na principu odboja impulznih laserjev v optični časovni domeni. Sestavljeni so iz hitrih fotodetektorjev in preprostih analizatorjev, ki neposredno zaznavajo svetlobne impulzne signale, ki se odbijajo od tarče. Merilna natančnost je običajno 1 -10 metrov, kar je omejeno s širino impulza laserja (glede na 3-30nm dolg laserski impulz). Krajši kot je laserski impulz, višja je merilna natančnost in tudi pasovna širina laserske meritve se bo močno izboljšala. To bo nedvomno povečalo šum zaznavanja in s tem zmanjšalo dinamično merilno razdaljo. Ker je fototokovni signal linearno sorazmeren z energijo odbitega svetlobnega signala, ti povečani šumi omejujejo občutljivost detekcijskega signala. Zaradi tega je najdaljša merilna razdalja trenutnega vojaškega laserskega daljinomera le 10-20 kilometrov. Na podlagi principa tehnologije FMCW se lahko laser z vlakni z ultra ozko linijo širine 1550 nm široko uporablja pri laserski indikaciji ciljev in laserskem dosegu na stotine kilometrov, tako da je mogoče platformo ISR zgraditi po zelo nizkih stroških. Nabor laserske indikacije/dometa na ultra velike razdalje je sestavljen iz laserja, kolimatorja in sprejemnika ter analizatorja signalov. Frekvenca laserja z ozko črtno širino je linearno in hitro modulirana. Oddaljene informacije je mogoče pridobiti z merjenjem signalne svetlobe, ki se odbija od cilja, in mešanjem referenčne svetlobe za ustvarjanje fototoka. V tehnološkem sistemu FMCW širina črte ali dolžina koherentnosti laserja določa razdaljo in občutljivost meritve. Širina linije laserskega vlakna, ki jo zagotavlja Optical Library Communication, je le 2Khz, kar je 2-3 reda velikosti nižje od širine linije najboljšega polprevodniškega laserja na svetu. Ta pomembna lastnost lahko doseže lasersko indikacijo in merjenje razdalje na stotine kilometrov, natančnost pa je do 1 metra ali celo manj kot 1 meter. Laserski indikator/merilni instrument, izdelan iz tega laserskega vlakna, ima številne prednosti pred večino sodobnih laserskih indikatorjev/mernih instrumentov, ki temeljijo na impulznih laserjih, vključno z zelo dolgo dinamično razdaljo, zelo visoko merilno občutljivostjo in varno za človeško oko, majhnostjo, majhno težo, stabilen in čvrst, enostaven za namestitev itd.
Doppler lidar: Na splošno koherentni radarski sistemi zahtevajo impulzne laserske svetlobne vire in da bi lahko ustvarili heterodinske ali homodinske signale za Dopplerjevo zaznavanje, morajo ti laserji delovati tudi na eni frekvenci. Vendar pa so tradicionalno takšni laserji običajno sestavljeni iz treh delov: podlaserja, glavnega laserja in zapletenega krmiljenja vezja. Med njimi je podlaser pulzni laserski oscilator velike moči, glavni laser je nizko zmogljiv, a zelo stabilen neprekinjen laser, elektronski krmilni del pa se uporablja predvsem za nadzor in vzdrževanje enofrekvenčnega nihanja podlaserja. . Nobenega dvoma ni, da je ta tradicionalni enofrekvenčni impulzni laser preveč zajeten in se sooča z velikimi izzivi glede vzdržljivosti in robustnosti ter ga ni mogoče povečati, ker zahteva pogosto in težavno kalibracijo občutljivih diskretnih optičnih komponent. Hkrati je treba zagotoviti, da se semenski signal iz glavnega laserja lahko gladko poveže v podlaser. Enofrekvenčni, v celoti vlaken Q-switch impulzni laser z vlakni lahko zadovolji ultra močan in kompakten Dopplerjev lidarski sistem. Ta novi laser lahko deluje sam z lokalnim oscilatorjem, lahko je tudi frekvenčno zaklenjen za impulzno delovanje, lahko pa se uporablja tudi kot izvorni vir za injiciranje laserjev skozi lokalni oscilator. Odbit Dopplerjev frekvenčni premik je mogoče zlahka prebrati s preverjanjem fototoka, ki nastane z mešanjem referenčne in signalne svetlobe. Laser z neprekinjenimi valovnimi vlakni Optical Library Communication je vaš idealen laser z virom semen. Ima visoko stopnjo združljivosti z našim impulznim laserjem z vlakni iz vseh vlaken. Vse optoelektronske naprave so integrirane v majhni in svetli škatli, ki je zelo primerna za delo na terenu. Zaradi naravne valovodne strukture vlakna, laser z vlakni sploh ne potrebuje optične poravnave in prilagajanja. Hkrati, razen s kompleksno nelinearno frekvenčno pretvorbo, trenutni kristalni polprevodniški laserji na splošno ne morejo neposredno oddajati valovne dolžine 1550 nm, ki je varna za človeško oko. Zaradi tega so naši laserji z vlakni, dopirani z erbijem, bolj privlačni in tako postanejo eden najboljših virov svetlobe za 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
