Ứng dụng của Laser sợi quang có thể điều chỉnh tần số đơn 1550nm
2021-09-01
Laser sợi đơn tần số có các đặc tính độc đáo như độ rộng đường truyền cực hẹp, tần số có thể điều chỉnh, độ dài mạch kết cực dài và tiếng ồn cực thấp. Công nghệ FMCW trên radar vi sóng có thể được sử dụng để phát hiện đồng bộ độ chính xác cực cao các mục tiêu ở khoảng cách cực xa. Thay đổi các khái niệm cố hữu của thị trường về cảm biến sợi quang, lidar và phạm vi laser, đồng thời tiếp tục thực hiện cuộc cách mạng trong các ứng dụng laser cho đến cùng.
Ứng dụng trong cảm biến sợi quang: Laser sợi quang có độ rộng đường cực siêu hẹp có thể được áp dụng cho các hệ thống cảm biến sợi quang phân tán để phát hiện, định vị và phân loại các mục tiêu ở khoảng cách xa tới 10 km. Nguyên tắc ứng dụng cơ bản của nó là công nghệ sóng liên tục được điều chế tần số (FMCW), có thể cung cấp khả năng bảo vệ an ninh cảm biến phân tán đầy đủ, chi phí thấp cho các nhà máy điện hạt nhân, đường ống dẫn dầu / khí đốt, căn cứ quân sự và biên giới quốc phòng. Trong công nghệ FMCW, tần số đầu ra của tia laser liên tục thay đổi xung quanh tần số trung tâm của nó, và một phần của ánh sáng laser được ghép vào một nhánh tham chiếu có hệ số phản xạ cố định. Trong hệ thống phát hiện kết hợp dị loại, nhánh tham chiếu hoạt động như một dao động cục bộ Vai trò của LO (LO). Hoạt động như một cảm biến là một sợi quang rất dài khác, vui lòng xem Hình 2. Ánh sáng laser phản xạ từ sợi cảm biến được trộn với ánh sáng tham chiếu từ bộ dao động cục bộ để tạo ra tần số nhịp quang, tương ứng với chênh lệch thời gian mà nó có có kinh nghiệm. Thông tin từ xa về sợi cảm biến có thể thu được bằng cách đo tần số nhịp của dòng quang trên máy phân tích phổ. Sự phản xạ phân tán trên sợi cảm biến có thể là vật liệu tán xạ ngược Rayleigh đơn giản nhất. Thông qua công nghệ phát hiện mạch lạc này, các tín hiệu có độ nhạy thấp tới -100db có thể dễ dàng được phát hiện. Đồng thời, vì tín hiệu nhịp của dòng quang tỷ lệ với tín hiệu ánh sáng phản xạ và công suất của ánh sáng tham chiếu từ bộ dao động cục bộ, và ánh sáng tham chiếu cũng có chức năng khuếch đại ánh sáng tín hiệu, công nghệ cảm biến này có thể đạt được. hiện tại khác Bất kỳ công nghệ cảm biến sợi quang nào đều không thể đạt được phép đo động khoảng cách cực xa. Các yếu tố bên ngoài can thiệp vào sợi cảm biến, chẳng hạn như áp suất, nhiệt độ, âm thanh và rung động, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến ánh sáng laser phản xạ, do đó nhận biết được các môi trường bên ngoài này. Tuy nhiên, đối với bất kỳ bộ hệ thống công nghệ FMCW mạch lạc nào, phần quan trọng nhất là cần nguồn sáng có độ dài mạch kết hợp dài để đạt được độ chính xác không gian cao và phạm vi đo lớn. Giao tiếp thư viện quang học suy nghĩ những gì bạn nghĩ và điều chỉnh nhiều loại laser sợi quang cực hẹp cho bạn. Các tia laser này được hưởng lợi từ công nghệ đã được cấp bằng sáng chế của Hoa Kỳ, tần số hoàn toàn đơn lẻ và độ dài mạch kết có thể lên tới hàng chục km, là nguồn sáng lý tưởng nhất trong công nghệ FMCW. Laser sợi quang được trang bị giao tiếp thư viện quang học có khoảng cách phát hiện xa nhất là hơn 10 km, trong khi khoảng cách phát hiện của các điốt laser DFB trên thị trường chỉ là vài trăm mét. Vì chỉ có một bộ cảm biến laser và quang như vậy có thể theo dõi sự thay đổi của các bộ phận cảm biến ở khoảng cách cực xa, hệ thống cảm biến có thể nâng cấp các tiêu chuẩn bảo mật hiện tại với chi phí rất thấp, có thể được sử dụng rộng rãi trong một loạt các ứng dụng. , An ninh quê hương đường dài và các lĩnh vực quân sự.
Con trỏ laser và phạm vi quân sự: Hiện tại, nền tảng tích hợp ISR (tình báo, giám sát, trinh sát) của quân đội thường được trang bị hệ thống hình ảnh điện quang, hệ thống này thường có thể hình ảnh ở khoảng cách xa và định vị chính xác chuyển động của các mục tiêu nhỏ, chẳng hạn như phương tiện phóng và xe tăng. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của độ chính xác địa hình của hệ thống hình ảnh, hệ thống nói chung không thể truyền vị trí chính xác của mục tiêu đến các bệ chỉ huy này để điều hướng vũ khí tới mục tiêu. Trên thực tế, quân đội luôn có nhu cầu rất lớn đối với hệ thống ISR chi phí thấp, khoảng cách cực xa (vài trăm km) và chỉ thị mục tiêu bằng laser có độ chính xác cực cao (dưới 1 mét). . Hiện tại, khoảng cách đo của máy đo xa laser thương mại thông thường là 10 - 20 km, bị giới hạn bởi dải động và độ nhạy đo của nó, và không thể đáp ứng yêu cầu của hệ thống ISR quân sự. Hiện nay, hầu hết các máy đo khoảng cách bằng laser đều dựa trên nguyên tắc phản xạ miền thời gian quang học của laser xung. Chúng bao gồm các bộ tách sóng quang nhanh và bộ phân tích đơn giản, trực tiếp phát hiện các tín hiệu xung ánh sáng phản xạ từ mục tiêu. Độ chính xác của phép đo thường là 1 -10 mét, được giới hạn bởi độ rộng xung của tia laser (so với xung laser dài 3-30nm). Xung laser càng ngắn thì độ chính xác của phép đo càng cao và băng thông của phép đo laser cũng sẽ được cải thiện đáng kể. Điều này chắc chắn sẽ làm tăng nhiễu phát hiện, do đó làm giảm khoảng cách đo động. Vì tín hiệu dòng quang tỷ lệ tuyến tính với năng lượng của tín hiệu ánh sáng phản xạ, những tiếng ồn tăng cường này hạn chế độ nhạy của tín hiệu phát hiện. Do đó, khoảng cách đo xa nhất của máy đo xa laser quân sự hiện nay chỉ là 10 - 20 km. Dựa trên nguyên tắc của công nghệ FMCW, tia laser sợi quang siêu hẹp 1550nm có thể được sử dụng rộng rãi trong chỉ thị mục tiêu bằng laser và laser ở phạm vi hàng trăm km, do đó, nền tảng ISR có thể được xây dựng với chi phí rất thấp. Một bộ chỉ thị / phạm vi laser khoảng cách cực xa bao gồm tia laser, bộ chuẩn trực và bộ thu, và bộ phân tích tín hiệu. Tần số của tia laser băng thông hẹp được điều biến tuyến tính và nhanh chóng. Thông tin từ xa có thể thu được bằng cách đo tín hiệu ánh sáng phản xạ từ mục tiêu và trộn ánh sáng tham chiếu để tạo ra dòng quang. Trong hệ thống công nghệ FMCW, chiều rộng dòng hoặc chiều dài mạch kết của tia laser xác định khoảng cách và độ nhạy của phép đo. Độ rộng dòng laser sợi quang do Truyền thông thư viện quang học cung cấp thấp tới 2Khz, thấp hơn 2-3 bậc độ lớn so với độ rộng dòng của laser bán dẫn tốt nhất trên thế giới. Tính năng quan trọng này có thể đạt được chỉ thị laser và đo khoảng cách hàng trăm km và độ chính xác cao tới 1 mét hoặc thậm chí dưới 1 mét. Dụng cụ đo lường / chỉ thị laser làm bằng laser sợi quang này có nhiều ưu điểm hơn hầu hết các dụng cụ đo lường / chỉ thị laser hiện tại dựa trên laser xung, bao gồm khoảng cách động rất xa, độ nhạy đo rất cao và an toàn cho mắt người, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, ổn định và chắc chắn, dễ cài đặt, v.v.
Doppler Lidar: Nói chung, các hệ thống radar kết hợp yêu cầu nguồn ánh sáng laser xung và để tạo ra tín hiệu heterodyne hoặc homodyne cho cảm biến Doppler, các laser này cũng phải hoạt động ở một tần số duy nhất. Tuy nhiên, theo truyền thống, các loại laser này thường bao gồm ba phần: laser phụ, laser chính và điều khiển mạch phức tạp. Trong đó, laser phụ là dao động laser xung công suất cao, laser phụ là laser liên tục công suất thấp nhưng rất ổn định, phần điều khiển điện tử chủ yếu dùng để điều khiển và duy trì dao động đơn tần của laser phụ. . Không còn nghi ngờ gì nữa, tia laser xung đơn tần số truyền thống này quá cồng kềnh và phải đối mặt với những thách thức lớn về độ bền và độ mạnh, đồng thời không thể mở rộng quy mô vì nó yêu cầu hiệu chuẩn thường xuyên và rắc rối đối với các thành phần quang học rời rạc nhạy cảm. Đồng thời, phải phù hợp để tín hiệu hạt từ tia laser chính có thể được ghép nối nhịp nhàng với tia laser phụ. Laser sợi quang chuyển mạch xung Q-Switch đơn tần, toàn bộ có thể đáp ứng hệ thống lidar Doppler siêu mạnh và nhỏ gọn. Loại laser mới này có thể hoạt động một mình với bộ dao động cục bộ, nó cũng có thể bị khóa tần số để hoạt động xung và nó cũng có thể được sử dụng như một nguồn gốc để đưa tia laser qua bộ dao động cục bộ. Có thể dễ dàng đọc được sự dịch chuyển tần số Doppler phản xạ bằng cách kiểm tra dòng quang được tạo ra bởi sự trộn lẫn của ánh sáng tham chiếu và ánh sáng tín hiệu. Tia laser sợi quang sóng liên tục của Truyền thông thư viện quang học là tia laser nguồn hạt giống lý tưởng của bạn. Nó có mức độ tương thích cao với laser sợi quang xung toàn bộ của chúng tôi. Tất cả các thiết bị quang điện tử được tích hợp trong một hộp nhỏ và nhẹ, rất thích hợp cho công việc thực địa. Do cấu trúc ống dẫn sóng tự nhiên của sợi quang, sợi quang hoàn toàn không yêu cầu căn chỉnh và điều chỉnh quang học. Đồng thời, trừ khi thông qua chuyển đổi tần số phi tuyến phức tạp, các tia laser trạng thái rắn tinh thể hiện nay thường không thể trực tiếp phát ra bước sóng 1550nm an toàn cho mắt người. Điều này làm cho laser sợi quang pha tạp erbium của chúng tôi hấp dẫn hơn và do đó trở thành một trong những nguồn sáng tốt nhất cho lidar.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Mô-đun sợi quang Trung Quốc, nhà sản xuất sợi quang ghép nối, nhà cung cấp linh kiện laser. Mọi quyền được bảo lưu.
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
