Zastosowanie 1550nm przestrajalnego lasera światłowodowego o pojedynczej częstotliwości
2021-09-01
Lasery światłowodowe o pojedynczej częstotliwości mają wyjątkowe właściwości, takie jak ultrawąska szerokość linii, regulowana częstotliwość, bardzo duża długość koherencji i bardzo niski poziom szumów. Technologia FMCW zastosowana w radarze mikrofalowym może być wykorzystywana do ultraprecyzyjnego, spójnego wykrywania celów na bardzo długich dystansach. Zmień nieodłączne koncepcje rynku w zakresie wykrywania światłowodów, lidaru i zakresu laserowego i kontynuuj do końca rewolucję w zastosowaniach laserowych.
Zastosowanie w wykrywaniu światłowodów: Lasery światłowodowe o ultrawąskiej szerokości linii mogą być stosowane w rozproszonych systemach czujników światłowodowych do wykrywania, lokalizowania i klasyfikowania obiektów oddalonych nawet o 10 kilometrów. Jego podstawową zasadą zastosowania jest technologia fali ciągłej z modulacją częstotliwości (FMCW), która może zapewnić tanią, w pełni rozproszoną ochronę bezpieczeństwa czujników dla elektrowni jądrowych, rurociągów naftowych/gazowych, baz wojskowych i granic obrony narodowej. W technologii FMCW częstotliwość wyjściowa lasera stale się zmienia wokół swojej częstotliwości środkowej, a część światła laserowego jest połączona z ramieniem referencyjnym o stałym współczynniku odbicia. W heterodynowym koherentnym systemie detekcji ramię odniesienia działa jako oscylacja lokalna Rola LO (LO). Działającym jako czujnik innym bardzo długim włóknem optycznym, patrz Rysunek 2. Światło laserowe odbite od światłowodu czujnikowego jest mieszane ze światłem odniesienia z lokalnego oscylatora, aby wytworzyć optyczną częstotliwość dudnienia, która odpowiada różnicy opóźnień, jakie ma doświadczony. Zdalne informacje o włóknie czujnikowym można uzyskać, mierząc częstotliwość dudnienia fotoprądu na analizatorze widma. Rozproszone odbicie na włóknie czujnikowym może być najprostszym rozpraszaniem wstecznym Rayleigha. Dzięki tej spójnej technologii wykrywania można łatwo wykryć sygnały o czułości tak niskiej, jak -100 dB. Jednocześnie, ponieważ sygnał uderzeniowy fotoprądu jest proporcjonalny do odbitego sygnału świetlnego i mocy światła odniesienia z lokalnego oscylatora, a światło odniesienia ma również funkcję wzmacniania światła sygnałowego, ta technologia wykrywania może osiągnąć inny prąd Każda technologia wykrywania światłowodów nie może osiągnąć dynamicznego pomiaru na bardzo duże odległości. Czynniki zewnętrzne, które zakłócają światłowód, takie jak ciśnienie, temperatura, dźwięk i wibracje, będą bezpośrednio wpływać na odbite światło lasera, realizując w ten sposób wykrywanie tych środowisk zewnętrznych. Jednak w przypadku każdego zestawu spójnego systemu technologii FMCW najbardziej krytyczną częścią jest zapotrzebowanie na źródło światła o dużej długości koherencji, aby osiągnąć wysoką dokładność przestrzenną i duży zakres pomiarowy. Optyczna komunikacja biblioteczna myśli o tym, co myślisz, i dostosowuje do Ciebie różne lasery światłowodowe o bardzo wąskich liniach. Lasery te korzystają z opatentowanej technologii Stanów Zjednoczonych, częstotliwość jest absolutnie pojedyncza, a długość koherencji może sięgać kilkudziesięciu kilometrów, co jest najbardziej idealnym źródłem światła w technologii FMCW. Laser światłowodowy wyposażony w optyczną komunikację biblioteczną ma najdłuższą odległość wykrywania wynoszącą ponad 10 kilometrów, podczas gdy odległość wykrywania diod laserowych DFB na rynku wynosi zaledwie kilkaset metrów. Ponieważ tylko jeden taki laser i fotodetektor mogą monitorować zmiany części detekcyjnych na bardzo duże odległości, system detekcyjny może podnieść obecne standardy bezpieczeństwa przy bardzo niskich kosztach, co może być szeroko stosowane w szerokim zakresie zastosowań. , Długodystansowe bezpieczeństwo wewnętrzne i pola wojskowe.
Wskaźnik laserowy i zasięg wojskowy: Obecnie zintegrowana platforma wojskowego ISR (wywiad, obserwacja, rozpoznanie) jest zwykle wyposażona w system obrazowania elektrooptycznego, który może generalnie obrazować z dużych odległości i dokładnie lokalizować ruch małych celów, takich jak pojazdy nośne i czołgi. Jednak ze względu na wpływ dokładności terenu systemu obrazowania, system generalnie nie może przesłać dokładnej pozycji celu do tych platform dowodzenia, aby skierować broń na cel. W rzeczywistości wojsko zawsze miało ogromne zapotrzebowanie na tanie, bardzo dalekosiężne (kilkaset kilometrów) i ultraprecyzyjne (mniej niż 1 metr) laserowe wskazywanie/zakresowanie celów w zakresie systemów ISR . Obecnie odległość pomiarowa powszechnego komercyjnego dalmierza laserowego wynosi 10-20 kilometrów, co jest ograniczone zakresem dynamicznym i czułością pomiaru i nie może spełniać wymagań wojskowego systemu ISR. Obecnie większość dalmierzy laserowych opiera się na zasadzie optycznego odbicia w dziedzinie czasu laserów impulsowych. Składają się z szybkich fotodetektorów i prostych analizatorów, które bezpośrednio wykrywają sygnały impulsów świetlnych odbitych od celu. Dokładność pomiaru wynosi zwykle 1 -10 metrów, co jest ograniczone szerokością impulsu lasera (w stosunku do impulsu lasera o długości 3-30 nm). Im krótszy impuls laserowy, tym wyższa dokładność pomiaru, a szerokość pasma pomiaru laserowego również zostanie znacznie poprawiona. To niewątpliwie zwiększy szum wykrywania, zmniejszając w ten sposób dynamiczną odległość pomiaru. Ponieważ sygnał fotoprądu jest liniowo proporcjonalny do energii odbitego sygnału świetlnego, te wzmocnione szumy ograniczają czułość sygnału wykrywania. Z tego powodu najdłuższa odległość pomiarowa obecnego wojskowego dalmierza laserowego wynosi zaledwie 10-20 kilometrów. W oparciu o zasadę technologii FMCW, ultra-wąski laser światłowodowy 1550nm może być szeroko stosowany do laserowego wskazywania celu i laserowego zasięgu na setki kilometrów, dzięki czemu platformę ISR można zbudować bardzo niskim kosztem. Zestaw wskaźników laserowych o bardzo dużej odległości składa się z lasera, kolimatora i odbiornika oraz analizatora sygnału. Częstotliwość lasera o wąskiej szerokości linii jest modulowana liniowo i szybko. Zdalne informacje można uzyskać, mierząc światło sygnałowe odbite od celu i mieszając światło odniesienia w celu wygenerowania fotoprądu. W systemie technologii FMCW szerokość linii lub długość koherencji lasera określa odległość i czułość pomiaru. Szerokość linii lasera światłowodowego zapewniana przez Optical Library Communication wynosi zaledwie 2 kHz, czyli o 2-3 rzędy wielkości mniej niż szerokość linii najlepszego lasera półprzewodnikowego na świecie. Ta ważna cecha pozwala osiągnąć wskazania laserowe i pomiary odległości setek kilometrów, a dokładność wynosi nawet 1 metr, a nawet mniej niż 1 metr. Wskaźnik laserowy / przyrząd pomiarowy wykonany z tego lasera światłowodowego ma wiele zalet w porównaniu z większością obecnych wskaźników laserowych / przyrządów pomiarowych opartych na laserach impulsowych, w tym bardzo dużą odległość dynamiczną, bardzo wysoką czułość pomiaru i bezpieczny dla ludzkiego oka, mały rozmiar, niewielka waga, stabilny i mocny, łatwy w montażu itp.
Lidar dopplerowski: Mówiąc ogólnie, spójne systemy radarowe wymagają impulsowych źródeł światła laserowego, a w celu wygenerowania sygnałów heterodynowych lub homodynowych do wykrywania Dopplera, lasery te muszą również pracować na jednej częstotliwości. Jednak tradycyjnie takie lasery składają się na ogół z trzech części: pod-lasera, głównego lasera i skomplikowanego układu sterowania. Wśród nich sublaser jest impulsowym oscylatorem laserowym o dużej mocy, główny laser jest laserem ciągłym o małej mocy, ale bardzo stabilnym, a elektroniczna część sterująca służy głównie do kontrolowania i utrzymywania oscylacji jednoczęstotliwościowej sublasera . Nie ma wątpliwości, że ten tradycyjny laser impulsowy o pojedynczej częstotliwości jest zbyt nieporęczny i stoi w obliczu wielkich wyzwań związanych z trwałością i solidnością, i nie można go zwiększyć na większą skalę, ponieważ wymaga częstej i kłopotliwej kalibracji czułych dyskretnych elementów optycznych. Jednocześnie należy dopasować, aby sygnał nasion z głównego lasera mógł być płynnie połączony z sub-laserem. Impulsowy laser światłowodowy o pojedynczej częstotliwości z przełączanymi włóknami Q-Switch może zaspokoić ultra mocny i kompaktowy system lidarowy Dopplera. Ten nowatorski laser może działać samodzielnie z lokalnym oscylatorem, może być również zsynchronizowany z częstotliwością w trybie impulsowym, a także może być używany jako źródło zarodka do wstrzykiwania laserów przez lokalny oscylator. Odbite przesunięcie częstotliwości Dopplera można łatwo odczytać, sprawdzając fotoprąd generowany przez zmieszanie światła odniesienia i światła sygnałowego. Laser światłowodowy o fali ciągłej firmy Optical Library Communication to idealny laser źródłowy. Charakteryzuje się wysokim stopniem kompatybilności z naszym w pełni światłowodowym impulsowym laserem światłowodowym. Wszystkie urządzenia optoelektroniczne są zintegrowane w małej i lekkiej obudowie, która doskonale nadaje się do pracy w terenie. Dzięki naturalnej strukturze falowodu światłowodu laser światłowodowy w ogóle nie wymaga ustawiania i regulacji optycznej. Jednocześnie, chyba że poprzez złożoną nieliniową konwersję częstotliwości, obecne kryształowe lasery na ciele stałym zazwyczaj nie mogą bezpośrednio emitować fali o długości 1550 nm, która jest bezpieczna dla ludzkiego oka. To sprawia, że nasze lasery światłowodowe domieszkowane erbem są bardziej atrakcyjne i tym samym stają się jednym z najlepszych źródeł światła dla lidaru.
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
