无锡亮源激光成功研制全国产化2mJ铒玻璃激光器

时间:2022-01-18 16:59来源:亮源激光作者:xuji 点击:
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摘要:目前,批量装备的军用激光测距机大都采用1064nm 波长激光,在战场和训练中容易给人员带来人眼损伤甚至致盲的危险。为此,70年代末国际上开始研制第三代人眼安全激光测距机。其中1.5Xm 激光对人眼最安全,且处于1 .5 ~1 .8m 的大气传输窗口,对烟、雾的穿透能力强,且其使用的InGaAs探测器相比较于传统的Si探测器具有更高的探测灵敏度,因而成为人眼安全激光测距机的主流发展

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目前,批量装备的军用激光测距机大都采用1064nm 波长激光,在战场和训练中容易给人员带来人眼损伤甚至致盲的危险。为此,70年代末国际上开始研制第三代人眼安全激光测距机。其中1.5Xμm 激光对人眼最安全,且处于1 .5 ~1 .8μm 的大气传输窗口,对烟、雾的穿透能力强,且其使用的InGaAs探测器相比较于传统的Si探测器具有更高的探测灵敏度,因而成为人眼安全激光测距机的主流发展方向。与常见的产生人眼安全波长的拉曼激光器和OPO(光参量振荡)激光器相比,饵玻璃激光器属于工作物质直接产生人眼安全波长,具有结构简单、光束质量好、可靠性高的优点,是人眼安全测距机的优选光源。

 

对铒玻璃激光的研究可分为三个阶段。在70年代以前,虽然已经意识到1.5μm波段激光的重要性并有一些科学家一直从事研究,但由于属三能级系统阈值高,增益较低,与同期发展起来的掺Nd激光器难以相比,所以一直未有大的进展。80年代初,以前苏联的V.G.Gapontsev为代表的研究人员系统地研究了不同玻璃基质的影响,确认以磷酸盐为基质最好。此后10年时间人们一般以共掺Er:Yb的磷酸盐玻璃作为激光介质来获得1540nm激光。到90年代,该种激光器的研究迈向了一个新的阶段,尤其是以半导体激光器作泵浦源,可以获得体积和重量很小的微片激光器。目前常见的饵玻璃激光器将共掺Er:Yb磷酸盐玻璃做为工作物质,用半导体激光作为泵浦源,可激发1.5um波段激光,其原理图如图1所示:

 

图1 饵玻璃激光器原理图

近年来,随着中、远距离人眼安全激光测距装备的应用需求逐渐增加,对饵玻璃激光器的指标提出了更高的要求,尤其是目前国内无法实现mJ级高能量产品批产的问题,亟待解决。无锡亮源一直致力于铒玻璃激光器的技术开发,已形成完善的200μJ、300μJ、400μJ以及高重频系列饵玻璃激光产品的批量生产,目前,高能量铒玻璃激光器产品技术也取得突破性进展,在国内率先完成2mJ铒玻璃激光器产品样机。该产品是无锡亮源瞄准客服精准需求自主研发,所有部件全国产化,其主要性能参数如下:

产品样机

主要性能参数

a)波长:1535±2nm

b)能量:≥2mJ(常温25℃,5Hz脉冲工作测试)

c)输入脉宽:≤5ms

d)脉冲宽度:≤15ns

e)工作频率:>5Hz

f)工作电流:≤100A

g)能量稳定性:≤5%

h)光斑直径:<0.5mm

i)光斑质量M2:<1.3

j)发散角:≤5mrad

k)工作温度:-40℃—60℃

l)存储温度:-50℃—70℃

m)规格尺寸:62*38*20mm

n)重量:<110g

 

光斑测试图

 

产品特点

在产品设计指标上,无锡亮源的研发人员通过光学仿真模拟,经多次优化改进,突破并掌握了LD泵浦双透镜整形、晶体有效散热、光路设计调试等关键工艺技术,实现了产品的成功研制,该产品具有以下突出的特点:

 

一、战场环境适应力强。该产品大气穿透力很强,能克服雾,霾等多种不利天气的影响;

 

二、测距能力优秀,能量大,光束质量好。可用于20km以上的远程测距;

 

三、体积小,重量轻,适合多平台搭载。既可单独使用,也可集成于多款小型光电系统,适应单兵、无人车、无人机等多种有人及无人智能平台搭载;

 

四、工作稳定,抗干扰能力强。该型产品已经通过高低温、冲击、振动等环境试验,可在复杂、苛刻的环境使用。

 

江苏亮点光电集团(Lumispot)成立于苏州工业园区,总投资过亿,拥有1.4万平方米的办公和生产面积,设有北京亮度、无锡亮源、泰州亮点三个子公司。公司专注于激光信息应用领域,研发、生产及销售半导体激光器、光纤激光器、固体激光器及相关激光应用系统。公司获得高功率激光器工程中心、省部级创新人才称号、多项国家级创新基金和军工科研计划支持等。

 

无锡亮源激光作为为江苏亮点光电科技有限公司的下属子公司,专注于激光器件研发生产十多年,具有丰富的产品经验和优秀的研发团队。其中铒玻璃激光器历经3年的研发、生产,已成功研发出低频和高频等多款产品,低频方面(10Hz以下)其产品输出能量涵盖了100uJ-400uJ的多种类型;高频方面,铒玻璃激光器产品最大脉冲可达1kHz以上,输出能量可达40uJ。针对微小型测距机,自主研发了一款国内全国产化、体积最小、质量最轻、功耗最低的新型铒玻璃激光器。并可配备电源、扩束镜及PD反馈等配件,年产量可达上万只。

 

 

公司目前人才队伍结构合理、拥有一支具备光、机、电、软硬件分工明细、经验丰富的研发队伍,研发人员均具有较强的光电从业背景及航空、航天产品研发经验。无锡亮源激光技术有限公司将瞄准用户需求,继续开发新的光电核心产品,提升产品服务能力和服务水平,为成为光电行业一流供应商而不懈努力。同时,公司已成功入选教育部高校司"智能装备行业"校企合作就业实习基地名录,并成功与北工大,江南大学,西安电子科技大学,常熟理工学院,重庆邮电大学,南京信息科技大学,武汉工程大学等知名高校展开校企实习合作。

 
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