एर की पल्स एनर्जी: ग्लास लेजर ट्रांसमीटर

लेजर रेंजिंग, लक्ष्य निर्धारण और लिडार के क्षेत्र में, उत्कृष्ट नेत्र सुरक्षा और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के कारण एर:ग्लास लेजर ट्रांसमीटर व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मध्य-अवरक्त ठोस-अवस्था लेजर बन गए हैं। इनके प्रदर्शन मापदंडों में, पल्स ऊर्जा पता लगाने की क्षमता, रेंज कवरेज और समग्र सिस्टम प्रतिक्रियाशीलता को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह लेख एर:ग्लास लेजर ट्रांसमीटरों की पल्स ऊर्जा का गहन विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

1. पल्स एनर्जी क्या है?

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

1535 एनएम पर संचालित होने वाले विशिष्ट Er:ग्लास लेजरों के लिए—क्लास 1 नेत्र-सुरक्षित बैंड में एक तरंगदैर्ध्य—सुरक्षा बनाए रखते हुए उच्च पल्स ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है, जिससे वे पोर्टेबल और बाहरी 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:Glass लेजर ट्रांसमीटर दसियों माइक्रो जूल से लेकर एकल-पल्स ऊर्जा प्रदान करते हैं (μJ) से लेकर कई दसियों मिलीजूल (mJ) तक।

सामान्यतः, लघु रेंजिंग मॉड्यूल में उपयोग किए जाने वाले Er:Glass लेजर ट्रांसमीटरों की पल्स ऊर्जा सीमा 0.1 से 1 मिलीजूल होती है। लंबी दूरी के लक्ष्य निर्धारण के लिए आमतौर पर 5 से 20 मिलीजूल ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जबकि सैन्य या औद्योगिक स्तर के सिस्टम 30 मिलीजूल से अधिक ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं, और उच्च आउटपुट प्राप्त करने के लिए अक्सर दोहरी छड़ या बहु-चरणीय प्रवर्धन संरचनाओं का उपयोग करते हैं।

उच्च पल्स ऊर्जा से आमतौर पर बेहतर पहचान प्रदर्शन प्राप्त होता है, विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में जैसे कि कमजोर प्रतिध्वनि संकेत या लंबी दूरी पर पर्यावरणीय हस्तक्षेप।

3. पल्स ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारक

①पंप स्रोत प्रदर्शन

Er: ग्लास लेज़रों को आमतौर पर लेज़र डायोड (LD) या फ्लैशलैंप द्वारा पंप किया जाता है। LD उच्च दक्षता और कॉम्पैक्टनेस प्रदान करते हैं, लेकिन इसके लिए सटीक थर्मल और ड्राइविंग सर्किट नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

②डोपिंग सांद्रता और छड़ की लंबाई

विभिन्न मेजबान सामग्री जैसे Er:YSGG या Er:Yb:Glass में डोपिंग स्तर और लाभ की लंबाई भिन्न होती है, जो ऊर्जा भंडारण क्षमता को सीधे प्रभावित करती है।

③क्यू-स्विचिंग तकनीक

पैसिव क्यू-स्विचिंग (जैसे, Cr:YAG क्रिस्टल के साथ) संरचना को सरल बनाती है लेकिन नियंत्रण की सटीकता सीमित कर देती है। एक्टिव क्यू-स्विचिंग (जैसे, पॉकेल्स सेल के साथ) उच्च स्थिरता और ऊर्जा नियंत्रण प्रदान करती है।

④थर्मल प्रबंधन

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

4. अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुरूप पल्स ऊर्जा का मिलान

सही Er:Glass लेजर ट्रांसमीटर का चयन काफी हद तक इच्छित अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। नीचे कुछ सामान्य उपयोग के उदाहरण और उनसे संबंधित पल्स ऊर्जा की सिफारिशें दी गई हैं:

①हैंडहेल्ड लेजर रेंजफाइंडर

विशेषताएं: कॉम्पैक्ट, कम बिजली खपत, उच्च आवृत्ति और अल्प दूरी के मापन

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 0.5–1 एमजे

②यूएवी रेंजिंग / बाधा से बचाव

विशेषताएं: मध्यम से लंबी दूरी, तेज़ प्रतिक्रिया, हल्का

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 1–5 एमजे

③सैन्य लक्ष्य पदनाम

विशेषताएं: उच्च भेदन क्षमता, मजबूत हस्तक्षेप-रोधी क्षमता, लंबी दूरी के हमले के लिए मार्गदर्शन

अनुशंसित पल्स एनर्जी: 10–30 एमजे

④लिडार सिस्टम

विशेषताएं: उच्च पुनरावृति दर, स्कैनिंग या पॉइंट क्लाउड जनरेशन

अनुशंसित पल्स ऊर्जा: 0.1–10 एमजे

5. भविष्य के रुझान: उच्च ऊर्जा और कॉम्पैक्ट पैकेजिंग

ग्लास डोपिंग तकनीक, पंप संरचनाओं और थर्मल सामग्रियों में निरंतर प्रगति के साथ, Er:ग्लास लेजर ट्रांसमीटर उच्च ऊर्जा, उच्च पुनरावृति दर और लघुकरण के संयोजन की ओर विकसित हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, सक्रिय क्यू-स्विच्ड डिज़ाइन के साथ बहु-चरणीय प्रवर्धन को एकीकृत करने वाले सिस्टम अब एक कॉम्पैक्ट आकार बनाए रखते हुए प्रति पल्स 30 मिलीजूल से अधिक ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं।—लंबी दूरी के मापन और उच्च विश्वसनीयता वाले रक्षा अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।

6. निष्कर्ष

अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर Er:Glass लेजर ट्रांसमीटरों के मूल्यांकन और चयन के लिए पल्स ऊर्जा एक प्रमुख प्रदर्शन सूचक है। लेजर प्रौद्योगिकियों के निरंतर विकास के साथ, उपयोगकर्ता छोटे और अधिक ऊर्जा-कुशल उपकरणों में उच्च ऊर्जा उत्पादन और अधिक रेंज प्राप्त कर सकते हैं। लंबी दूरी के प्रदर्शन, आंखों की सुरक्षा और परिचालन विश्वसनीयता की मांग करने वाले सिस्टम के लिए, सिस्टम की दक्षता और मूल्य को अधिकतम करने के लिए उचित पल्स ऊर्जा रेंज को समझना और उसका चयन करना महत्वपूर्ण है।

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