Dans les domaines de la télémétrie laser, de la désignation de cible et du LiDAR, les émetteurs laser Er:Glass sont devenus des lasers à solide dans l'infrarouge moyen largement utilisés grâce à leur excellente sécurité oculaire et à leur conception compacte. Parmi leurs paramètres de performance, l'énergie d'impulsion joue un rôle crucial dans la capacité de détection, la portée et la réactivité globale du système. Cet article propose une analyse approfondie de l'énergie d'impulsion des émetteurs laser Er:Glass.
1. Qu’est-ce que l’énergie pulsée ?
L'énergie d'impulsion désigne la quantité d'énergie émise par le laser à chaque impulsion, généralement mesurée en millijoules (mJ). Elle est le produit de la puissance de crête et de la durée de l'impulsion : E = Pculminer×τ. Où : E est l'énergie de l'impulsion, Pculminer est la puissance de crête,τ est la largeur d'impulsion.
Pour les lasers Er:Glass typiques fonctionnant à 1535 nm—une longueur d'onde dans la bande de sécurité oculaire de classe 1—une énergie d'impulsion élevée peut être obtenue tout en maintenant la sécurité, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications portables et extérieures.
2. Gamme d’énergie d’impulsion des lasers Er:Glass
Selon la conception, la méthode de pompage et l'application prévue, les émetteurs laser Er:Glass commerciaux offrent une énergie à impulsion unique allant de quelques dizaines de microjoules (μJ) à plusieurs dizaines de millijoules (mJ).
En général, les émetteurs laser Er:Glass utilisés dans les modules de télémétrie miniatures ont une plage d'énergie d'impulsion de 0,1 à 1 mJ. Pour les désignateurs de cibles longue portée, une plage de 5 à 20 mJ est généralement requise, tandis que les systèmes militaires ou industriels peuvent dépasser 30 mJ, utilisant souvent des structures d'amplification à double tige ou à plusieurs étages pour obtenir un rendement plus élevé.
Une énergie d'impulsion plus élevée entraîne généralement de meilleures performances de détection, en particulier dans des conditions difficiles telles que des signaux de retour faibles ou des interférences environnementales à longue distance.
3. Facteurs affectant l'énergie d'impulsion
1Performances de la source de pompage
Les lasers Er:Glass sont généralement pompés par des diodes laser (LD) ou des lampes flash. Les LD offrent un rendement et une compacité supérieurs, mais nécessitent un contrôle précis de la température et du circuit de commande.
②Concentration de dopage et longueur de la tige
Différents matériaux hôtes comme Er:YSGG ou Er:Yb:Glass varient dans leurs niveaux de dopage et leurs longueurs de gain, ce qui a un impact direct sur la capacité de stockage d'énergie.
③Technologie de commutation Q
La commutation Q passive (par exemple, avec des cristaux de Cr:YAG) simplifie la structure, mais offre une précision de contrôle limitée. La commutation Q active (par exemple, avec des cellules de Pockels) offre une stabilité et un contrôle énergétique supérieurs.
④Gestion thermique
À des énergies d'impulsion élevées, une dissipation thermique efficace de la tige laser et de la structure de l'appareil est essentielle pour garantir la stabilité et la longévité de la sortie.
4. Adapter l'énergie d'impulsion aux scénarios d'application
Le choix du bon émetteur laser Er:Glass dépend fortement de l'application envisagée. Voici quelques cas d'utilisation courants et les recommandations d'énergie d'impulsion correspondantes :
1Télémètres laser portables
Caractéristiques : compact, faible consommation, mesures à courte portée et haute fréquence
Énergie d'impulsion recommandée : 0,5–1 mJ
②Télémétrie par drone / Évitement d'obstacles
Caractéristiques : portée moyenne à longue, réponse rapide, légèreté
Énergie d'impulsion recommandée : 1–5 mJ
③Désignateurs de cibles militaires
Caractéristiques : pénétration élevée, anti-interférence puissante, guidage de frappe à longue portée
Énergie d'impulsion recommandée : 10–30 mJ
④Systèmes LiDAR
Caractéristiques : taux de répétition élevé, numérisation ou génération de nuages de points
Énergie d'impulsion recommandée : 0,1–10 mJ
5. Tendances futures : haute énergie et emballage compact
Grâce aux progrès constants des technologies de dopage du verre, des structures de pompage et des matériaux thermiques, les émetteurs laser Er:Glass évoluent vers une combinaison de haute énergie, de taux de répétition élevé et de miniaturisation. Par exemple, les systèmes intégrant une amplification multi-étages et des conceptions à commutation active peuvent désormais délivrer plus de 30 mJ par impulsion tout en conservant un format compact.—idéal pour les mesures à longue portée et les applications de défense à haute fiabilité.
6. Conclusion
L'énergie d'impulsion est un indicateur de performance clé pour l'évaluation et la sélection des émetteurs laser Er:Glass en fonction des exigences de l'application. Grâce à l'évolution constante des technologies laser, les utilisateurs peuvent obtenir une puissance de sortie et une portée supérieures dans des appareils plus compacts et plus économes en énergie. Pour les systèmes exigeant des performances à longue portée, la sécurité oculaire et une fiabilité opérationnelle optimale, il est crucial de comprendre et de sélectionner la plage d'énergie d'impulsion appropriée afin d'optimiser l'efficacité et la valeur du système.
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Date de publication : 28 juillet 2025