В оптических системах, таких как лазерная локация, лидар и системы распознавания целей, лазерные передатчики на основе эрбиевого стекла широко используются как в военных, так и в гражданских целях благодаря своей безопасности для глаз и высокой надежности. Помимо энергии импульса, важнейшим параметром оценки производительности является частота повторения импульсов (частота). Она влияет на лазер.'скорость отклика, плотность сбора данных и тесно связаны с управлением температурой, конструкцией источника питания и стабильностью системы.
1. Какова частота лазера?
Частота лазера — это количество импульсов, испускаемых в единицу времени, обычно измеряемое в герцах (Гц) или килогерцах (кГц). Также известная как частота повторения, она является ключевым показателем эффективности импульсных лазеров.
Например: 1 Гц = 1 лазерный импульс в секунду, 10 кГц = 10 000 лазерных импульсов в секунду. Большинство лазеров на эрбиевом стекле работают в импульсном режиме, и их частота тесно связана с формой выходного сигнала, дискретизацией системы и обработкой эхо-сигнала цели.
2. Распространенный диапазон частот лазеров на эрбиевом стекле
В зависимости от лазера'В зависимости от требований к конструкции и применению, лазерные передатчики на основе эрбиевого стекла могут работать в режиме одиночных импульсов (от 1 Гц) до десятков килогерц (кГц). Более высокие частоты обеспечивают быстрое сканирование, непрерывное отслеживание и плотный сбор данных, но также предъявляют более высокие требования к энергопотреблению, терморегулированию и сроку службы лазера.
3. Ключевые факторы, влияющие на частоту повторения
①Проектирование источника и источника питания насоса
Источники накачки на основе лазерных диодов (ЛД) должны поддерживать высокоскоростную модуляцию и обеспечивать стабильную мощность. Модули питания должны обладать высокой скоростью отклика и эффективностью, позволяющей выдерживать частые циклы включения/выключения.
②Управление тепловым режимом
Чем выше частота, тем больше тепла генерируется в единицу времени. Эффективные радиаторы, контроль температуры термоэлектрических преобразователей (ТЭП) и микроканальные охлаждающие структуры помогают поддерживать стабильную выходную мощность и продлевают срок службы устройства.
③Метод модуляции добротности
Пассивная модуляция добротности (например, с использованием кристаллов Cr:YAG) обычно подходит для низкочастотных лазеров, тогда как активная модуляция добротности (например, с использованием акустооптических или электрооптических модуляторов, таких как ячейки Поккельса) позволяет работать на более высоких частотах с программным управлением.
④Модульная конструкция
Компактная и энергоэффективная конструкция лазерной головки обеспечивает сохранение энергии импульса даже на высоких частотах.
4. Рекомендации по выбору частоты и области применения
Различные сценарии применения требуют разных рабочих частот. Выбор правильной частоты повторения импульсов критически важен для обеспечения оптимальной производительности. Ниже приведены некоторые распространённые примеры использования и рекомендации:
①Низкочастотный, высокоэнергетический режим (1–20 Гц)
Идеально подходит для дальнего лазерного целеуказания и определения дальности, где ключевыми факторами являются проникающая способность и стабильность энергии.
②Средняя частота, режим средней энергии (50–500 Гц)
Подходит для промышленных целей, навигации и систем с умеренными требованиями к частоте.
③Высокая частота, режим низкого энергопотребления (>1 кГц)
Лучше всего подходит для систем LiDAR, включающих сканирование массивов, создание облаков точек и 3D-моделирование.
5. Технологические тенденции
Поскольку интеграция лазеров продолжает развиваться, следующее поколение лазерных передатчиков на основе эрбиевого стекла развивается в следующих направлениях:
①Сочетание более высокой частоты повторения со стабильным выходом
②Интеллектуальное управление и динамическое управление частотой
③Легкая и энергосберегающая конструкция
④Архитектура с двойным управлением частотой и энергией, обеспечивающая гибкое переключение режимов (например, сканирование/фокусировка/отслеживание)
6. Заключение
Рабочая частота является ключевым параметром при проектировании и выборе лазерных передатчиков на основе эрбиевого стекла. Она определяет не только эффективность сбора данных и обратной связи системы, но и напрямую влияет на теплоотвод и срок службы лазера. Для разработчиков понимание баланса между частотой и энергией—и выбор параметров, соответствующих конкретному применению—является ключом к оптимизации производительности системы.
Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о нашем широком ассортименте лазерных излучателей на основе эрбиевого стекла с различными частотами и характеристиками.'Мы здесь, чтобы помочь вам удовлетворить ваши профессиональные потребности в области дальномерности, LiDAR, навигации и оборонных приложений.
Время публикации: 05 августа 2025 г.