בתחומי טווח הלייזר, קביעת מטרות ו-LiDAR, משדרי לייזר Er:Glass הפכו לנפוצים בלייזרי מצב מוצק באינפרא אדום בינוני בזכות בטיחותם המצוינת לעין ועיצובם הקומפקטי. בין פרמטרי הביצועים שלהם, אנרגיית הפולס ממלאת תפקיד מכריע בקביעת יכולת הגילוי, כיסוי הטווח ותגובת המערכת הכוללת. מאמר זה מציע ניתוח מעמיק של אנרגיית הפולס של משדרי לייזר Er:Glass.
1. מהי אנרגיית דופק?
אנרגיית הפולס מתייחסת לכמות האנרגיה הנפלטת על ידי הלייזר בכל פולס, הנמדדת בדרך כלל במיליג'אול (mJ). זוהי מכפלה של עוצמת השיא ומשך הפולס: E = Pשִׂיא×τכאשר: E היא אנרגיית הפעימה, Pשִׂיא הוא עוצמת השיא,τ הוא רוחב הפולס.
עבור לייזרים טיפוסיים של Er:Glass הפועלים ב-1535 ננומטר—אורך גל בתחום הבטיחות לעיניים מסוג Class 1—ניתן להשיג אנרגיית פולסים גבוהה תוך שמירה על בטיחות, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד ליישומים ניידים וחיצוניים.
2. טווח אנרגית דופק של לייזרי Er:Glass
בהתאם לתכנון, שיטת המשאבה והיישום המיועד, משדרי לייזר Er:Glass מסחריים מציעים אנרגיית פולס יחיד הנעה בין עשרות מיקרו-ג'אול (μJ) עד כמה עשרות מילי-ג'אול (mJ).
באופן כללי, משדרי לייזר Er:Glass המשמשים במודולי טווח מיניאטוריים הם בעלי טווח אנרגיית פולסים של 0.1 עד 1 mJ. עבור יעדי טווח ארוכים, נדרשים בדרך כלל 5 עד 20 mJ, בעוד שמערכות צבאיות או תעשייתיות עשויות לעלות על 30 mJ, ולעתים קרובות משתמשות במבני הגברה דו-שלביים או רב-שלביים כדי להשיג תפוקה גבוהה יותר.
אנרגיית פולס גבוהה יותר בדרך כלל מביאה לביצועי גילוי טובים יותר, במיוחד בתנאים מאתגרים כגון אותות חזרה חלשים או הפרעות סביבתיות בטווחים ארוכים.
3. גורמים המשפיעים על אנרגיית הדופק
①ביצועי מקור המשאבה
לייזרים מזכוכית בדרך כלל מופעלים על ידי דיודות לייזר (LD) או מנורות הבזק. LD מציעים יעילות וקומפקטיות גבוהות יותר אך דורשים בקרה מדויקת של מעגלי תרמית ומעגלי הנעה.
②ריכוז סימום ואורך מוט
חומרי מארח שונים כמו Er:YSGG או Er:Yb:Glass נבדלים ברמות הסימום ובאורכי ההגבר שלהם, ומשפיעים ישירות על קיבולת אחסון האנרגיה.
③טכנולוגיית Q-Switching
מיתוג Q פסיבי (למשל, עם גבישי Cr:YAG) מפשט את המבנה אך מציע דיוק בקרה מוגבל. מיתוג Q אקטיבי (למשל, עם תאי פוקלס) מספק יציבות ובקרת אנרגיה גבוהות יותר.
④ניהול תרמי
באנרגיות פולסים גבוהות, פיזור חום יעיל ממוט הלייזר וממבנה המכשיר חיוני כדי להבטיח יציבות ואריכות ימים של הפלט.
4. התאמת אנרגיית דופק לתרחישי יישום
בחירת משדר לייזר Er:Glass המתאים תלויה במידה רבה ביישום המיועד. להלן מספר מקרי שימוש נפוצים והמלצות אנרגיית פולס מתאימות:
①מדי טווח לייזר ידניים
מאפיינים: קומפקטיות, צריכת חשמל נמוכה, מדידות קצרות טווח בתדר גבוה
אנרגיית דופק מומלצת: 0.5–1 מיליג'אול
②מרחק רחפן / הימנעות ממכשולים
מאפיינים: טווח בינוני-ארוך, תגובה מהירה, קל משקל
אנרגיית דופק מומלצת: 1–5 מיליג'אול
③ייעודי מטרות צבאיות
מאפיינים: חדירה גבוהה, עמידות חזקה בפני הפרעות, הנחיית פגיעה לטווח ארוך
אנרגיית דופק מומלצת: 10–30 מיליג'אול
④מערכות LiDAR
מאפיינים: קצב חזרות גבוה, סריקה או יצירת ענן נקודות
אנרגיית דופק מומלצת: 0.1–10 מיליג'אול
5. מגמות עתידיות: אריזות עתירות אנרגיה וקומפקטיות
עם ההתקדמות המתמשכת בטכנולוגיית סימום זכוכית, מבני משאבה וחומרים תרמיים, משדרי לייזר Er:Glass מתפתחים לכיוון שילוב של אנרגיה גבוהה, קצב חזרות גבוה ומזעור. לדוגמה, מערכות המשלבות הגברה רב-שלבית עם עיצובים Q-switched אקטיביים יכולות כעת לספק מעל 30 mJ לכל פעימה תוך שמירה על גורם צורה קומפקטי.—אידיאלי למדידה ארוכת טווח ויישומי הגנה בעלי אמינות גבוהה.
6. סיכום
אנרגיית פולס היא מדד ביצועים מרכזי להערכת ובחירת משדרי לייזר Er:Glass בהתבסס על דרישות היישום. ככל שטכנולוגיות הלייזר ממשיכות להתפתח, משתמשים יכולים להשיג תפוקת אנרגיה גבוהה יותר וטווח גדול יותר במכשירים קטנים יותר ויעילים יותר באנרגיה. עבור מערכות הדורשות ביצועים לטווח ארוך, בטיחות לעיניים ואמינות תפעולית, הבנה ובחירת טווח אנרגיית הפולס המתאים היא קריטית למקסום יעילות המערכת וערך.
אם אתה'אם אתם מחפשים משדרי לייזר Er:Glass בעלי ביצועים גבוהים, אל תהססו לפנות אלינו. אנו מציעים מגוון דגמים עם מפרטי אנרגיית פולס הנעים בין 0.1 mJ ליותר מ-30 mJ, המתאימים למגוון רחב של יישומים במדידת טווח לייזר, LiDAR וקביעת מטרה.
זמן פרסום: 28 ביולי 2025