एर की पल्स एनर्जी: ग्लास लेजर ट्रांसमीटर

लेज़र रेंजिंग, लक्ष्य निर्धारण और LiDAR के क्षेत्रों में, Er:Glass लेज़र ट्रांसमीटर अपनी उत्कृष्ट नेत्र सुरक्षा और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मध्य-अवरक्त ठोस-अवस्था लेज़र बन गए हैं। उनके प्रदर्शन मापदंडों में, पल्स ऊर्जा, संसूचन क्षमता, रेंज कवरेज और समग्र प्रणाली प्रतिक्रिया को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह लेख Er:Glass लेज़र ट्रांसमीटरों की पल्स ऊर्जा का गहन विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

1. पल्स ऊर्जा क्या है?

पल्स ऊर्जा, प्रत्येक पल्स में लेज़र द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करती है, जिसे आमतौर पर मिलीजूल (mJ) में मापा जाता है। यह अधिकतम शक्ति और पल्स अवधि का गुणनफल है: E = P_चोटी×τ.जहाँ: E पल्स ऊर्जा है, P_चोटी चरम शक्ति है,τ पल्स चौड़ाई है.

1535 एनएम पर संचालित विशिष्ट Er:ग्लास लेज़रों के लिए—कक्षा 1 नेत्र-सुरक्षित बैंड में एक तरंगदैर्ध्य—सुरक्षा बनाए रखते हुए उच्च पल्स ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है, जिससे वे पोर्टेबल और आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हो जाते हैं।

2. एर:ग्लास लेजर की पल्स एनर्जी रेंज

डिजाइन, पंप विधि और इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर, वाणिज्यिक Er:ग्लास लेजर ट्रांसमीटर दसियों माइक्रोजूल से लेकर एकल-पल्स ऊर्जा प्रदान करते हैं (μजे) को कई दसियों मिलीजूल (एमजे) तक बढ़ाया जा सकता है।

आम तौर पर, लघु रेंजिंग मॉड्यूल में इस्तेमाल होने वाले Er:ग्लास लेज़र ट्रांसमीटरों की पल्स ऊर्जा रेंज 0.1 से 1 mJ तक होती है। लंबी दूरी के टारगेट डिज़ाइनेटर्स के लिए, आमतौर पर 5 से 20 mJ की आवश्यकता होती है, जबकि सैन्य या औद्योगिक-ग्रेड सिस्टम 30 mJ से अधिक हो सकते हैं, अक्सर उच्च आउटपुट प्राप्त करने के लिए दोहरे-रॉड या बहु-चरणीय प्रवर्धन संरचनाओं का उपयोग किया जाता है।

उच्चतर पल्स ऊर्जा के परिणामस्वरूप सामान्यतः बेहतर संसूचन प्रदर्शन होता है, विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में, जैसे कि कमजोर रिटर्न सिग्नल या लम्बी दूरी पर पर्यावरणीय हस्तक्षेप।

3. नाड़ी ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारक

1पंप स्रोत प्रदर्शन

एर: ग्लास लेज़र आमतौर पर लेज़र डायोड (एलडी) या फ्लैशलैम्प द्वारा पंप किए जाते हैं। एलडी उच्च दक्षता और सघनता प्रदान करते हैं, लेकिन सटीक तापीय और ड्राइविंग सर्किट नियंत्रण की मांग करते हैं।

2डोपिंग सांद्रता और रॉड की लंबाई

विभिन्न मेज़बान सामग्रियां जैसे Er:YSGG या Er:Yb:Glass, उनके डोपिंग स्तर और लाभ लंबाई में भिन्न होती हैं, जो सीधे ऊर्जा भंडारण क्षमता को प्रभावित करती हैं।

2क्यू-स्विचिंग तकनीक

निष्क्रिय क्यू-स्विचिंग (जैसे, Cr:YAG क्रिस्टल के साथ) संरचना को सरल बनाती है लेकिन सीमित नियंत्रण सटीकता प्रदान करती है। सक्रिय क्यू-स्विचिंग (जैसे, पॉकेल्स कोशिकाओं के साथ) उच्च स्थिरता और ऊर्जा नियंत्रण प्रदान करती है।

2थर्मल प्रबंधन

उच्च पल्स ऊर्जा पर, आउटपुट स्थिरता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए लेजर रॉड और उपकरण संरचना से प्रभावी ताप अपव्यय आवश्यक है।

4. अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए पल्स ऊर्जा का मिलान

सही Er:ग्लास लेज़र ट्रांसमीटर का चुनाव काफी हद तक इच्छित अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। नीचे कुछ सामान्य उपयोग के मामले और संबंधित पल्स ऊर्जा सुझाव दिए गए हैं:

1हैंडहेल्ड लेजर रेंजफाइंडर

विशेषताएँ: कॉम्पैक्ट, कम शक्ति, उच्च आवृत्ति लघु-दूरी माप

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 0.5–1 एमजे

2यूएवी रेंजिंग / बाधा परिहार

विशेषताएं: मध्यम से लंबी दूरी, तेज़ प्रतिक्रिया, हल्का वजन

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 1–5 एमजे

2सैन्य लक्ष्य निर्दिष्टकर्ता

विशेषताएं: उच्च प्रवेश, मजबूत हस्तक्षेप-रोधी, लंबी दूरी का प्रहार मार्गदर्शन

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 10–30 एमजे

2LiDAR सिस्टम

विशेषताएँ: उच्च पुनरावृत्ति दर, स्कैनिंग या बिंदु क्लाउड निर्माण

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 0.1–10 एमजे

5. भविष्य के रुझान: उच्च ऊर्जा और कॉम्पैक्ट पैकेजिंग

ग्लास डोपिंग तकनीक, पंप संरचनाओं और तापीय सामग्रियों में निरंतर प्रगति के साथ, Er:ग्लास लेज़र ट्रांसमीटर उच्च ऊर्जा, उच्च पुनरावृत्ति दर और लघुकरण के संयोजन की ओर विकसित हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, सक्रिय रूप से Q-स्विच्ड डिज़ाइनों के साथ बहु-चरणीय प्रवर्धन को एकीकृत करने वाले सिस्टम अब एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर बनाए रखते हुए 30 mJ से अधिक प्रति पल्स प्रदान कर सकते हैं।—लंबी दूरी की माप और उच्च विश्वसनीयता रक्षा अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।

6. निष्कर्ष

अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर Er:Glass लेज़र ट्रांसमीटरों के मूल्यांकन और चयन के लिए पल्स ऊर्जा एक प्रमुख प्रदर्शन संकेतक है। जैसे-जैसे लेज़र तकनीकें विकसित होती जा रही हैं, उपयोगकर्ता छोटे, अधिक ऊर्जा-कुशल उपकरणों में उच्च ऊर्जा उत्पादन और अधिक रेंज प्राप्त कर सकते हैं। लंबी दूरी के प्रदर्शन, आँखों की सुरक्षा और परिचालन विश्वसनीयता की माँग करने वाली प्रणालियों के लिए, सिस्टम की दक्षता और मूल्य को अधिकतम करने के लिए उचित पल्स ऊर्जा रेंज को समझना और चुनना महत्वपूर्ण है।

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