Applicazione del laser a fibra sintonizzabile a frequenza singola da 1550 nm
2021-09-01
I laser a fibra a frequenza singola hanno proprietà uniche come larghezza di linea ultra stretta, frequenza regolabile, lunghezza di coerenza ultra lunga e rumore ultra basso. La tecnologia FMCW sul radar a microonde può essere utilizzata per il rilevamento coerente ad altissima precisione di bersagli a lunghissima distanza. Cambia i concetti intrinseci del mercato di rilevamento delle fibre, lidar e raggio laser e continua a portare avanti la rivoluzione nelle applicazioni laser fino alla fine.
Applicazione nel rilevamento di fibre ottiche: I laser a fibra a larghezza di linea ultra-stretta possono essere applicati a sistemi di rilevamento a fibra distribuita per rilevare, localizzare e classificare bersagli fino a 10 chilometri di distanza. Il suo principio applicativo di base è la tecnologia a onda continua a modulazione di frequenza (FMCW), che può fornire una protezione di sicurezza dei sensori a basso costo e completamente distribuita per centrali nucleari, oleodotti/gasdotti, basi militari e confini della difesa nazionale. Nella tecnologia FMCW, la frequenza di uscita del laser cambia costantemente attorno alla sua frequenza centrale e parte della luce laser è accoppiata in un braccio di riferimento con una riflettività fissa. In un sistema di rilevamento coerente eterodina, il braccio di riferimento agisce come un'oscillazione locale Il ruolo del LO (LO). A fungere da sensore è un'altra fibra ottica molto lunga, vedere la Figura 2. La luce laser riflessa dalla fibra di rilevamento viene miscelata con la luce di riferimento dell'oscillatore locale per produrre una frequenza di battimento ottico, che corrisponde alla differenza di ritardo di tempo che ha esperto. Le informazioni remote sulla fibra di rilevamento possono essere ottenute misurando la frequenza di battimento della fotocorrente sull'analizzatore di spettro. La riflessione distribuita sulla fibra di rilevamento può essere il più semplice backscatter di Rayleigh. Grazie a questa tecnologia di rilevamento coerente, è possibile rilevare facilmente segnali con una sensibilità fino a -100db. Allo stesso tempo, poiché il segnale di battimento della fotocorrente è proporzionale al segnale di luce riflessa e alla potenza della luce di riferimento dell'oscillatore locale, e la luce di riferimento ha anche la funzione di amplificare la luce del segnale, questa tecnologia di rilevamento può ottenere altra corrente Qualsiasi tecnologia di rilevamento della fibra ottica non può ottenere misurazioni dinamiche a distanza ultra lunga. Fattori esterni che interferiscono con la fibra di rilevamento, come pressione, temperatura, suono e vibrazioni, influenzeranno direttamente la luce laser riflessa, realizzando così il rilevamento di questi ambienti esterni. Tuttavia, per qualsiasi sistema di tecnologia FMCW coerente, la parte più critica è la necessità di una sorgente luminosa con una lunghezza di coerenza lunga per ottenere un'elevata precisione spaziale e un ampio intervallo di misurazione. La comunicazione della libreria ottica pensa quello che pensi e adatta per te una varietà di laser a fibra a linea ultra sottile. Questi laser beneficiano della tecnologia brevettata degli Stati Uniti, la frequenza è assolutamente singola e la lunghezza di coerenza può raggiungere decine di chilometri, che è la sorgente luminosa più ideale nella tecnologia FMCW. Il laser a fibra dotato di comunicazione con libreria ottica ha la distanza di rilevamento più lunga di oltre 10 chilometri, mentre la distanza di rilevamento dei diodi laser DFB sul mercato è di poche centinaia di metri. Poiché solo uno di questi laser e fotorilevatori può monitorare le modifiche delle parti di rilevamento a lunghissima distanza, il sistema di rilevamento può aggiornare gli attuali standard di sicurezza a un costo molto basso, che può essere ampiamente utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni. , Sicurezza nazionale a lunga distanza e campi militari.
Puntatore laser e portata militare: Attualmente, la piattaforma integrata ISR (intelligence, sorveglianza, ricognizione) dell'esercito è solitamente dotata di un sistema di imaging elettro-ottico, che può generalmente riprendere immagini a lunghe distanze e localizzare con precisione il movimento di piccoli bersagli, come veicoli di lancio e carri armati. Tuttavia, a causa dell'impatto della precisione del terreno del sistema di imaging, il sistema generalmente non è in grado di trasmettere la posizione precisa del bersaglio a queste piattaforme di comando per dirigere l'arma verso il bersaglio. In effetti, l'esercito ha sempre avuto un'enorme richiesta di indicazione/ranging di bersagli laser a basso costo, a lunghissima distanza (diverse centinaia di chilometri) e ad altissima precisione (meno di 1 metro) in termini di sistemi ISR . Attualmente, la distanza di misurazione di un telemetro laser commerciale generico è di 10-20 chilometri, che è limitata dalla sua gamma dinamica e dalla sensibilità di misurazione e non può soddisfare i requisiti del sistema ISR militare. Attualmente, la maggior parte dei telemetri laser si basa sul principio della riflessione ottica nel dominio del tempo dei laser pulsati. Sono composti da fotorilevatori veloci e semplici analizzatori, che rilevano direttamente i segnali di impulsi luminosi riflessi dal bersaglio. L'accuratezza della misurazione è solitamente di 1-10 metri, che è limitata dall'ampiezza dell'impulso del laser (rispetto all'impulso laser lungo 3-30 nm). Più breve è l'impulso laser, maggiore è l'accuratezza della misurazione e anche la larghezza di banda della misurazione laser sarà notevolmente migliorata. Ciò aumenterà senza dubbio il rumore di rilevamento, riducendo così la distanza di misurazione dinamica. Poiché il segnale di fotocorrente è linearmente proporzionale all'energia del segnale di luce riflessa, questi rumori potenziati limitano la sensibilità del segnale di rilevamento. Per questo motivo, la distanza di misurazione più lunga dell'attuale telemetro laser militare è di soli 10-20 chilometri. Basato sul principio della tecnologia FMCW, il laser a fibra a larghezza di linea ultra-stretta da 1550 nm può essere ampiamente utilizzato nell'indicazione di target laser e laser per centinaia di chilometri, in modo che la piattaforma ISR possa essere costruita a un costo molto basso. Un set di indicazione/ranging laser a lunghissima distanza è composto da laser, collimatore, ricevitore e analizzatore di segnale. La frequenza del laser a larghezza di linea stretta viene modulata in modo lineare e rapido. Le informazioni remote possono essere ottenute misurando la luce del segnale riflessa dal bersaglio e mescolando la luce di riferimento per generare una fotocorrente. Nel sistema tecnologico FMCW, la larghezza della linea o la lunghezza di coerenza del laser determina la distanza e la sensibilità della misurazione. La larghezza della linea del laser in fibra fornita da Optical Library Communication è di soli 2Khz, che è di 2-3 ordini di grandezza inferiore alla larghezza della linea del miglior laser a semiconduttore al mondo. Questa importante caratteristica può ottenere l'indicazione laser e la misurazione della distanza di centinaia di chilometri e la precisione arriva fino a 1 metro o addirittura inferiore a 1 metro. L'indicatore laser/strumento di misurazione realizzato con questo laser a fibra presenta molti vantaggi rispetto alla maggior parte degli attuali indicatori laser/strumenti di misurazione basati su laser pulsati, tra cui distanza dinamica molto lunga, sensibilità di misurazione molto elevata e protezione per gli occhi umani, dimensioni ridotte, peso leggero, stabile e stabile, facile da installare, ecc.
Lidar Doppler: In generale, i sistemi radar coerenti richiedono sorgenti di luce laser pulsata e, per generare segnali eterodina o omodina per il rilevamento Doppler, questi laser devono funzionare anche a una singola frequenza. Tuttavia, tradizionalmente, tali laser sono generalmente composti da tre parti: sub-laser, laser principale e controllo del circuito complicato. Tra questi, il sub-laser è un oscillatore laser pulsato ad alta potenza, il laser principale è un laser continuo a bassa potenza ma molto stabile e la parte di controllo elettronico viene utilizzata principalmente per controllare e mantenere l'oscillazione a frequenza singola del sub-laser . Non c'è dubbio che questo tradizionale laser pulsato a frequenza singola sia troppo ingombrante e deve affrontare grandi sfide in termini di durata e robustezza e non può essere ampliato perché richiede una calibrazione frequente e problematica di componenti ottici discreti sensibili. Allo stesso tempo, deve essere abbinato che il segnale del seme dal laser principale possa essere accoppiato senza problemi al laser secondario. Il laser a fibra pulsata Q-switched interamente in fibra a frequenza singola può soddisfare il sistema lidar Doppler ultra resistente e compatto. Questo nuovo laser può funzionare da solo con un oscillatore locale, può anche essere bloccato in frequenza per il funzionamento a impulsi e può anche essere utilizzato come sorgente di semi per l'iniezione di laser attraverso l'oscillatore locale. Lo spostamento di frequenza Doppler riflesso può essere letto facilmente controllando la fotocorrente generata dalla miscelazione della luce di riferimento e della luce di segnalazione. Il laser a fibra a onda continua di Optical Library Communication è il tuo laser sorgente di semi ideale. Ha un alto grado di compatibilità con il nostro laser a fibra pulsata interamente in fibra. Tutti i dispositivi optoelettronici sono integrati in una scatola piccola e leggera, molto adatta per il lavoro sul campo. A causa della struttura naturale della guida d'onda della fibra, il laser a fibra non richiede alcun allineamento e regolazione ottica. Allo stesso tempo, a meno che non attraverso una complessa conversione di frequenza non lineare, gli attuali laser a stato solido a cristallo generalmente non possono emettere direttamente la lunghezza d'onda di 1550 nm che è sicura per l'occhio umano. Questo rende i nostri laser a fibra drogati con erbio più attraenti e diventa così una delle migliori sorgenti di luce per lidar.
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