Trong lĩnh vực đo khoảng cách bằng laser, chỉ định mục tiêu và LiDAR, máy phát laser Er:Glass đã trở thành loại laser thể rắn hồng ngoại tầm trung được sử dụng rộng rãi nhờ độ an toàn tuyệt vời cho mắt và thiết kế nhỏ gọn. Trong số các thông số hiệu suất, năng lượng xung đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng phát hiện, phạm vi bao phủ và khả năng phản hồi tổng thể của hệ thống. Bài viết này cung cấp phân tích chuyên sâu về năng lượng xung của máy phát laser Er:Glass.
1. Năng lượng xung là gì?
Năng lượng xung là lượng năng lượng phát ra từ tia laser trong mỗi xung, thường được đo bằng milijun (mJ). Năng lượng xung là tích của công suất cực đại và thời lượng xung: E = Pđỉnh cao×τ. Trong đó: E là năng lượng xung, Pđỉnh cao là công suất cực đại,τ là độ rộng xung.
Đối với laser Er:Glass thông thường hoạt động ở bước sóng 1535 nm—bước sóng trong băng tần an toàn cho mắt loại 1—có thể đạt được năng lượng xung cao trong khi vẫn đảm bảo an toàn, khiến chúng đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng di động và ngoài trời.
2. Phạm vi năng lượng xung của Er:Laser thủy tinh
Tùy thuộc vào thiết kế, phương pháp bơm và ứng dụng dự định, máy phát laser Er:Glass thương mại cung cấp năng lượng xung đơn từ hàng chục microjoule (μJ) đến vài chục milijun (mJ).
Nhìn chung, các máy phát laser Er:Glass được sử dụng trong các mô-đun đo khoảng cách thu nhỏ có dải năng lượng xung từ 0,1 đến 1 mJ. Đối với các thiết bị chỉ thị mục tiêu tầm xa, năng lượng xung thường cần từ 5 đến 20 mJ, trong khi các hệ thống quân sự hoặc công nghiệp có thể vượt quá 30 mJ, thường sử dụng cấu trúc khuếch đại hai thanh hoặc nhiều tầng để đạt được công suất đầu ra cao hơn.
Năng lượng xung cao hơn thường mang lại hiệu suất phát hiện tốt hơn, đặc biệt là trong những điều kiện khó khăn như tín hiệu phản hồi yếu hoặc nhiễu môi trường ở tầm xa.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng xung
①Hiệu suất nguồn bơm
Laser Er:Glass thường được bơm bằng diode laser (LD) hoặc đèn flash. LD có hiệu suất và độ nhỏ gọn cao hơn nhưng đòi hỏi khả năng điều khiển mạch dẫn động và nhiệt chính xác.
②Nồng độ pha tạp và chiều dài thanh
Các vật liệu chủ khác nhau như Er:YSGG hoặc Er:Yb:Glass có mức độ pha tạp và độ dài tăng khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lưu trữ năng lượng.
③Công nghệ Q-Switching
Chuyển mạch Q thụ động (ví dụ, với tinh thể Cr:YAG) đơn giản hóa cấu trúc nhưng độ chính xác điều khiển hạn chế. Chuyển mạch Q chủ động (ví dụ, với tế bào Pockels) mang lại độ ổn định và khả năng kiểm soát năng lượng cao hơn.
④Quản lý nhiệt
Ở mức năng lượng xung cao, việc tản nhiệt hiệu quả từ thanh laser và cấu trúc thiết bị là điều cần thiết để đảm bảo độ ổn định và tuổi thọ của đầu ra.
4. Phù hợp năng lượng xung với các tình huống ứng dụng
Việc lựa chọn máy phát laser Er:Glass phù hợp phụ thuộc rất nhiều vào ứng dụng dự định. Dưới đây là một số trường hợp sử dụng phổ biến và khuyến nghị về năng lượng xung tương ứng:
①Máy đo khoảng cách cầm tay bằng laser
Tính năng: nhỏ gọn, công suất thấp, đo phạm vi ngắn tần số cao
Năng lượng xung khuyến nghị: 0,5–1 mJ
②Đo khoảng cách UAV / Tránh chướng ngại vật
Tính năng: tầm trung đến xa, phản ứng nhanh, nhẹ
Năng lượng xung khuyến nghị: 1–5 mJ
③Chỉ định mục tiêu quân sự
Tính năng: khả năng xuyên thấu cao, chống nhiễu mạnh, dẫn đường tấn công tầm xa
Năng lượng xung khuyến nghị: 10–30 mJ
④Hệ thống LiDAR
Tính năng: tỷ lệ lặp lại cao, quét hoặc tạo đám mây điểm
Năng lượng xung khuyến nghị: 0,1–10 mJ
5. Xu hướng tương lai: Bao bì năng lượng cao và nhỏ gọn
Với những tiến bộ không ngừng trong công nghệ pha tạp thủy tinh, cấu trúc bơm và vật liệu nhiệt, các máy phát laser Er:Glass đang phát triển theo hướng kết hợp giữa năng lượng cao, tốc độ lặp lại cao và khả năng thu nhỏ. Ví dụ, các hệ thống tích hợp khuếch đại đa tầng với thiết kế Q-switching chủ động hiện có thể cung cấp hơn 30 mJ mỗi xung trong khi vẫn duy trì kích thước nhỏ gọn.—lý tưởng cho phép đo tầm xa và các ứng dụng quốc phòng có độ tin cậy cao.
6. Kết luận
Năng lượng xung là một chỉ số hiệu suất quan trọng để đánh giá và lựa chọn máy phát laser Er:Glass dựa trên yêu cầu ứng dụng. Khi công nghệ laser tiếp tục phát triển, người dùng có thể đạt được công suất đầu ra cao hơn và phạm vi hoạt động rộng hơn trong các thiết bị nhỏ gọn hơn, tiết kiệm năng lượng hơn. Đối với các hệ thống đòi hỏi hiệu suất tầm xa, an toàn cho mắt và độ tin cậy vận hành, việc hiểu và lựa chọn phạm vi năng lượng xung phù hợp là rất quan trọng để tối đa hóa hiệu quả và giá trị của hệ thống.
Nếu bạn'Nếu bạn đang tìm kiếm máy phát laser Er:Glass hiệu suất cao, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi cung cấp nhiều mẫu mã với thông số năng lượng xung từ 0,1 mJ đến hơn 30 mJ, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong đo khoảng cách bằng laser, LiDAR và định vị mục tiêu.
Thời gian đăng: 28-07-2025