Trong các hệ thống quang học như đo khoảng cách bằng laser, LiDAR và nhận dạng mục tiêu, bộ phát laser Er:Glass được sử dụng rộng rãi trong cả ứng dụng quân sự và dân sự nhờ tính an toàn cho mắt và độ tin cậy cao. Bên cạnh năng lượng xung, tần số lặp lại (tần số) là một thông số quan trọng để đánh giá hiệu suất. Nó ảnh hưởng đến laser.'Tốc độ phản hồi, mật độ thu thập dữ liệu và có liên quan mật thiết đến quản lý nhiệt, thiết kế nguồn điện và độ ổn định của hệ thống.
1. Tần số của tia laser là gì?
Tần số laser đề cập đến số lượng xung phát ra trên một đơn vị thời gian, thường được đo bằng hertz (Hz) hoặc kilohertz (kHz). Còn được gọi là tốc độ lặp lại, đây là một chỉ số hiệu suất quan trọng đối với laser xung.
Ví dụ: 1 Hz = 1 xung laser mỗi giây, 10 kHz = 10.000 xung laser mỗi giây. Hầu hết các laser Er:Glass hoạt động ở chế độ xung, và tần số của chúng liên quan chặt chẽ đến dạng sóng đầu ra, lấy mẫu hệ thống và xử lý tín hiệu phản hồi mục tiêu.
2. Dải tần số phổ biến của laser Er:Glass
Tùy thuộc vào loại laser'Tùy thuộc vào thiết kế cấu trúc và yêu cầu ứng dụng, bộ phát laser Er:Glass có thể hoạt động từ chế độ phát một lần (thấp nhất là 1 Hz) đến hàng chục kilohertz (kHz). Tần số cao hơn hỗ trợ quét nhanh, theo dõi liên tục và thu thập dữ liệu dày đặc, nhưng chúng cũng đặt ra yêu cầu cao hơn về mức tiêu thụ điện năng, quản lý nhiệt và tuổi thọ của laser.
3. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ lặp lại
①Thiết kế nguồn bơm và bộ nguồn
Nguồn bơm diode laser (LD) phải hỗ trợ điều chế tốc độ cao và cung cấp công suất ổn định. Các mô-đun nguồn phải có khả năng phản hồi nhanh và hiệu quả để xử lý các chu kỳ bật/tắt thường xuyên.
②Quản lý nhiệt
Tần số càng cao, lượng nhiệt sinh ra trên mỗi đơn vị thời gian càng lớn. Tản nhiệt hiệu quả, điều khiển nhiệt độ TEC hoặc cấu trúc làm mát vi kênh giúp duy trì đầu ra ổn định và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
③Phương pháp chuyển mạch Q
Chế độ chuyển mạch Q thụ động (ví dụ: sử dụng tinh thể Cr:YAG) thường phù hợp với laser tần số thấp, trong khi chế độ chuyển mạch Q chủ động (ví dụ: với bộ điều biến quang âm hoặc điện quang như tế bào Pockels) cho phép hoạt động ở tần số cao hơn với khả năng điều khiển lập trình.
④Thiết kế mô-đun
Thiết kế đầu laser nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng đảm bảo duy trì năng lượng xung ngay cả ở tần số cao.
4. Các khuyến nghị về tần suất và cách thức sử dụng phù hợp
Các kịch bản ứng dụng khác nhau đòi hỏi tần số hoạt động khác nhau. Việc lựa chọn tốc độ lặp lại phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Dưới đây là một số trường hợp sử dụng phổ biến và khuyến nghị:
①Chế độ tần số thấp, năng lượng cao (1)–20 Hz)
Lý tưởng cho việc đo khoảng cách bằng laser tầm xa và xác định mục tiêu, nơi khả năng xuyên thấu và độ ổn định năng lượng là yếu tố then chốt.
②Chế độ tần số trung bình, năng lượng trung bình (50)–500 Hz)
Thích hợp cho các ứng dụng đo khoảng cách, định vị và hệ thống công nghiệp có yêu cầu tần số trung bình.
③Chế độ tần số cao, năng lượng thấp (>1 kHz)
Thích hợp nhất cho các hệ thống LiDAR liên quan đến quét mảng, tạo đám mây điểm và mô hình 3D.
5. Xu hướng công nghệ
Khi công nghệ tích hợp laser tiếp tục phát triển, thế hệ máy phát laser Er:Glass tiếp theo đang phát triển theo các hướng sau:
①Kết hợp tốc độ lặp lại cao hơn với đầu ra ổn định
②Lái xe thông minh và điều khiển tần số động
③Thiết kế nhẹ và tiết kiệm điện năng
④Kiến trúc điều khiển kép cho cả tần số và năng lượng, cho phép chuyển đổi chế độ linh hoạt (ví dụ: quét/lấy nét/theo dõi).
6. Kết luận
Tần số hoạt động là một thông số cốt lõi trong thiết kế và lựa chọn bộ phát laser Er:Glass. Nó không chỉ quyết định hiệu quả thu thập dữ liệu và phản hồi hệ thống mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến quản lý nhiệt và tuổi thọ laser. Đối với các nhà phát triển, việc hiểu được sự cân bằng giữa tần số và năng lượng là rất quan trọng.—và lựa chọn các thông số phù hợp với ứng dụng cụ thể.—Đây là yếu tố then chốt để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
Vui lòng liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về nhiều loại sản phẩm máy phát laser Er:Glass với các tần số và thông số kỹ thuật khác nhau. Chúng tôi'Chúng tôi ở đây để giúp bạn đáp ứng các nhu cầu chuyên nghiệp trong lĩnh vực đo khoảng cách, LiDAR, định vị và ứng dụng quốc phòng.
Thời gian đăng bài: 05/08/2025