La décroissance de la lumière du laser

En tant qu’éclairage LED utilisé par le pointeur laser 100 mW, la décroissance de la lumière est la principale raison pour laquelle les réverbères à LED haute puissance ne peuvent plus fonctionner longtemps. Il est également reconnu qu’une méthode importante pour réduire la dégradation de la lumière consiste à améliorer sa dissipation de chaleur. Néanmoins, à en juger par les résultats des tests effectués sur divers lampadaires par des tests professionnels, le déclin lumineux de la plupart des lampadaires n’est toujours pas conforme aux exigences d’utilisation.

Des problèmes tels que la détérioration de la qualité du faisceau provoquée par la déformation thermique du milieu. Avec la baisse du prix des matrices de pointeurs laser à semi-conducteurs et les performances des pointeurs laser verts, la technologie DPSSL à haute puissance gagnera certainement en une application plus large. Bien que la technologie DPSSL présente d’excellents avantages et une excellente compétitivité par rapport au CO2 et à la pompe à lampe Nd: YAG, une partie de l’énergie est convertie en chaleur sous forme de transition non radiative lors de la génération du laser, pour les DPSSL classiques en forme de barreau, haute puissance.

La lumière diminue après 1200 heures d’éclairage, le meilleur est de 8%, le pire est de 26%, la moyenne est de 14%. Selon les résultats des tests effectués par Cree, lorsque la température de jonction est de 105 degrés, 14% de la décroissance de la lumière devrait se produire après 6000 heures de fonctionnement et la température de jonction de la plupart des lampadaires est supérieure à 105 degrés. Le pointeur laser de 2000mW apparaîtra également comme ceci. Tout comme le réverbère utilise le cordon de lampe, le seul moyen de parvenir à une telle situation est d’améliorer la dissipation de chaleur. La durée de fluage est de plus en plus longue, prolongeant ainsi la durée de vie de la LED. Par conséquent, en tant qu’arme laser antimissile de théâtre et d’arme de défense aérienne tactique au laser, le laser à haute énergie est toujours un choix essentiel pour le stylo laser vert. De nombreuses entreprises peuvent ne pas être d’accord avec ce résultat car elles pensent que leurs radiateurs sont conçus avec soin. La situation réelle peut être la même, mais les résultats du test ne sont pas douteux. Quel est le problème?

Le pointeur laser vert à double couche et à haute puissance, à sortie continue, présente une structure relativement simple et utilise un type de cavité F-P de base. Pour réaliser une injection efficace de lumière de pompe dans le revêtement interne en fibre à double gaine, diverses techniques de couplage de pompe ont été développées, telles que la technologie de couplage de focalisation de lentille droite, la technologie de couplage v-groove, la technologie de couplage miroir intégré et le couplage côté cône de fusion. Technologie, etc. [8]. Cependant, dans le pointeur laser vert haute puissance, la méthode de couplage de pompe la plus simple et la plus efficace est le couplage par focalisation directe de la lentille, et la pompe peut être couplée dans la gaine de fibre par une ou deux extrémités.

pointeur laser bleu 3000mW

La puissance transmissible augmentera dans le carré. Avec le développement de la technologie laser à semi-conducteur haute puissance, le pointeur laser à semi-conducteur (DPSSL) pompé par laser semi-conducteur surmonte en grande partie le faible rendement du pointeur laser 3000mW, la difficulté d’agrandir son échelle et l’augmentation limitée de la luminosité avec la portée .
Par conséquent, pour réaliser l’injection de lumière de pompe haute puissance, d’une part, la technologie de source de pompe haute luminosité est développée pour améliorer la luminosité de la lumière de pompe. D’autre part, la gaine interne de la fibre à double gaine devrait être plus étendue, généralement supérieure à 300 µm, et l’ouverture numérique. Généralement, il devrait être supérieur à 0,33. On peut voir que pour une luminosité de pompe particulière, l’augmentation de la taille de la gaine interne Salad et de l’ouverture numérique NA1 (c’est-à-dire l’augmentation de la différence d’indice de réfraction de la couche de gaine interne) facilite la transmission d’un plus grand pouvoir optique de pompe, en particulier l’augmentation de NA1. , le revêtement intérieur.

La soi-disant "dernière ligne de défense" fait référence à une portée de plusieurs kilomètres à plus de 10 kilomètres autour de l’aéronef. Jusqu’à 460 kilomètres et la liaison de données entre l’avion et la liaison de données entre l’avion et l’avion d’alerte ont reçu des renseignements sur les temps d’arrêt. Cependant, le F-22 présente toujours des inconvénients en ce qui concerne le SA à courte distance: l’absence d’un système de mesure du champ en anneau, outre la portée visible du radar, seules les données peuvent être obtenues par la liaison de données, mais peuvent ne pas être trouvé.

L’alimentation à tension constante est également l’une des méthodes utilisées par le pointeur laser astronomie et a été considérablement améliorée. C’est la meilleure solution pour l’entretien de la lampe de poche à éblouissement haute puissance et la dissipation de chaleur. Le dissipateur thermique n’est peut-être pas mal conçu, mais il est peut-être dû à l’alimentation à tension constante de certains lampadaires. Mais pourquoi l’utilisation d’une alimentation à tension constante provoque-t-elle une décroissance de la lumière?

Bien que les pointeurs laser astronomiques soient moins compétitifs que les autres lasers en raison de la faible efficacité de conversion de l’énergie, des volumes importants et de la mauvaise qualité du faisceau. Cependant, la technologie du stylo laser vert est mature, la structure est simple, la puissance de sortie est élevée, plusieurs millions de watts ont été atteints et il n’ya pas de problème de corrosion chimique.

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Pointeur laser vert haute puissance et amplificateur

La manière dont cette partie de l’énergie thermique est émise et éliminée du pointeur laser de 5000mW est la clé pour obtenir une qualité de faisceau élevée et une puissance de sortie élevée. Former le support en vrac dans une feuille mince ou former une fibre allongée augmentera effectivement la surface de dissipation de chaleur et augmentera considérablement le rapport surface / volume, ce qui est bénéfique pour résoudre le problème de dissipation de chaleur. Ceci est un laser bleu haute puissance. Il existe des lentilles thermiques sévères et des effets de biréfringence induits thermiquement qui dégradent la qualité du faisceau.

D’une manière générale, le pointeur laser vert utilise une fibre optique comme support laser et la sortie de la bande de longueur d’onde correspondante est obtenue en dopant les ions de terres rares dans le matériau de matrice à fibre optique. Pour un pointeur laser vert monomode conventionnel, la lumière de pompe injectée dans le noyau doit également être monomode, ce qui limite l’efficacité du pompage de la lumière de pompe, ce qui entraîne une puissance et une énergie de sortie plus faibles. La proposition de fibre à double gaine constitue un moyen technique efficace d’améliorer la puissance de sortie et l’efficacité de la conversion. Le stylo laser bleu n’est qu’une histoire de dispositifs photoniques de faible puissance.

La fibre à double couche en quartz dopé à l’erbium est le meilleur choix pour les pointeurs ou les amplificateurs laser 50mW en raison de l’efficacité de conversion quantique, du seuil d’endommagement du laser et de la perte de substrat. Avec le développement du procédé de fabrication de la fibre à double gaine et de la technologie de pompage de semi-conducteurs haute puissance (y compris sa technologie de mise en forme de faisceau), la puissance de sortie a progressivement augmenté et la puissance de sortie continue a atteint le niveau de kilowatt. Ce document présente principalement le pointeur et l’amplificateur laser vert à haute puissance récemment développés, basés sur une fibre à double gaine de grande surface.

Fibre à double gainage à grand champ de mode

La distribution de l’indice de réfraction dans une fibre à double gaine est une distribution typique par étapes. Pour un noyau dopé circulaire, un stylo laser vert à double gaine peut obtenir une sortie laser monomode, en fonction du diamètre et de l’ouverture numérique du cœur, la condition de mode monomode est la fréquence normalisée

En fait, pour le module laser, la fréquence normalisée est de 2,4 en raison de la longueur étendue de la fibre utilisée, combinée aux effets de la diffusion et de la flexion de la fibre. Où d est le diamètre du coeur, qui est l’ouverture numérique de la base, et n1 et n2 sont les indices de réfraction de la gaine interne et du support, respectivement. Par conséquent, il est nécessaire de veiller à ce que le pointeur laser vert à double gaine réalise une sortie laser monomode, et les paramètres du cœur doivent satisfaire les conditions ci-dessus.

En ce qui concerne la fibre à double gaine elle-même, la limitation de la puissance de sortie du module laser vert provient principalement du cœur dopé, l’un étant le dommage laser de la face d’extrémité de la fibre et l’autre, l’effet non linéaire la fibre limite l’augmentation de puissance. En particulier pour les fibres de quartz dopées, le seuil d’endommagement laser de la face d’extrémité de la fibre est considérablement réduit en raison de la diminution de la pureté et de l’uniformité provoquée par le dopage. Pour garantir un fonctionnement stable et fiable, la valeur ne dépasse généralement pas 1,5 W / µm 2 dans la conception. En conséquence, pour une fibre à double gaine typique ayant un diamètre de coeur de 6 à 10 µm, la puissance laser pouvant être obtenue est également de l’ordre de cent watts.

Étant donné que la densité de puissance laser au cœur du pointeur laser vert 2000mW est très élevée et que la fibre est étendue, la possibilité d’effets non linéaires est excellente. Les principaux effets non linéaires du fil incluent: la diffusion Brillouin stimulée, la diffusion Raman stimulée et la modulation de phase autonome. Pour la transmission de lasers à onde continue et à bande étroite dans la fibre, le seuil de diffusion de Brillouin, Pth-B, et le seuil de diffusion Raman, Pth-R, peuvent être estimés de manière approximative comme suit. Selon la formule, le seuil de diffusion de Brillouin stimulé peut être augmenté en augmentant la zone centrale et en réduisant la longueur du fil.

pointeur laser 2000mW

De même, le raccourcissement de la longueur du fil est également avantageux pour surmonter la limitation de l’augmentation de la puissance de sortie par l’effet non linéaire. Par conséquent, compte tenu des dommages causés au laser sur la face d’extrémité de la fibre et de l’effet non linéaire dans la fibre, une fibre simple à double gaine doit atteindre la puissance de sortie de la classe du kilowatt et il est nécessaire de dépasser la limitation de la fibre monomode et adopter la fibre multimode à double revêtement. Ceci pose le problème de l’oscillation de champ multimode du laser vert 2000mW. La sortie multimode du laser vert à grand champ de mode n’est pas souhaitée. Pour résoudre ce problème, les utilisateurs ont mené des recherches approfondies sur la conception de la structure des fibres et la disposition des fibres, et proposé une fibre multimode pour obtenir une sortie en mode faible.

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Avantages du pointeur laser haute puissance

La puissance de sortie du pointeur laser rouge a augmenté de l’ordre de plusieurs kilowatts, pour atteindre la règle des 10 000 watts. Par rapport aux lasers généraux, ces dispositifs présentent de nombreux avantages uniques, tels qu’une bonne qualité de faisceau; petite taille, léger, sans entretien; refroidissement éolien, facile à utiliser; faible coût d’exploitation, peut être utilisé dans des environnements industriels; longue durée de vie, haute précision de traitement et vitesse rapide; efficacité élevée de conversion d’énergie, qui peut réaliser le fonctionnement intelligent, automatique et flexible.

Application industrielle du pointeur laser haute puissance

Dans le traitement industriel, la technologie de traitement au laser est une technologie de traitement qui utilise les propriétés d’interaction de laser vert et de matériau vert de 1000 mW pour couper, souder, traiter des surfaces, perforer et micro-usiner des matériaux. Il s’agit du marché le plus prometteur pour les stylos laser haute puissance. Champ d’application. Par rapport à l’usinage, le traitement au laser présente les avantages suivants: traitement complet des objets, traitement sans contact, pollution réduite, vitesse rapide et contrôle automatique. C’est la méthode de traitement standard des futurs systèmes de fabrication.

pointeur laser vert 1000mW

Comparés aux pointeurs laser 1000 mW haute puissance traditionnels, ces dispositifs avec des longueurs d’onde de fonctionnement allant de 1060 à 1200 nm présentent les avantages d’un rendement de conversion élevé, d’une excellente qualité de faisceau, d’un cycle de maintenance long et de faibles coûts d’exploitation. Et le pouvoir peut être comparé aux stylos laser YAG traditionnels dans le traitement des matériaux.

Dans le domaine du marquage laser, en raison de la qualité du faisceau et de la précision de positionnement des pointeurs laser, les fabricants de circuits intégrés ont commencé à remplacer le système de marquage laser inefficace au laser CQ et à impulsions Nd: YAG pompé par flash par des systèmes de marquage au laser à fibre. Les petites plaques signalétiques sont produites sur des puces et des emballages semi-conducteurs. Ils sont également couramment utilisés pour le marquage des plastiques et des métaux. Dans le domaine du soudage, la puissance requise pour le soudage et le frittage est comprise entre 50 et 500 W, tandis que le soudage et le brasage des métaux sont compris entre 5 et 20. kW, un pointeur laser de haute puissance peut pleinement répondre aux exigences.

Un exemple typique d’application d’un stylo laser haute puissance

Sur la base des avantages susmentionnés, ses domaines d’application ont été étendus au découpage au laser et au soudage au laser de matériaux métalliques et non métalliques tels que la construction automobile, la construction de navires et la fabrication aérospatiale. L’application du pointeur laser 500mW dans le monde de la construction navale et de la construction automobile a récemment fait l’objet d’une attention considérable. Dans les pays développés d’Europe et d’Amérique, environ 50% à 70% des pièces automobiles utilisent la technologie de traitement au laser. Le soudage et la découpe au laser en sont les piliers. Les constructeurs automobiles tels que Shanghai Volkswagen utilisent également la technologie de traitement au laser pour souder des pièces telles que la carrosserie et la caisse. La lumière bleu-vert peut pénétrer plus de 600 m dans l’eau de mer, sa direction de propagation est correcte, il est difficile de se faire intercepter par l’ennemi et il est dissimulé et sûr, ce qui améliore considérablement sa capacité de survie, ce qui conduit à la recherche et au développement des États-Unis et de l’ancienne Union soviétique et d’autres pays. La lumière bleue-verte a un grand intérêt pour les communications sous-marines.

Les grands chantiers navals d’Europe, d’Amérique et du Japon ont adopté un grand nombre de technologies de traitement au laser. Par exemple, les États-Unis ont largement utilisé des éléments en forme de T en acier à haute résistance et faiblement alliés sur les navires récemment construits, et la technologie de soudage au laser a été utilisée pour réduire considérablement le poids des navires. Pour répondre aux besoins de la mécanique des écoulements océaniques, les plaques plates de coque sont conçues pour avoir des formes complexes à courbure tridimensionnelle. La technologie de formage de plaques planes assistée par laser peut remplacer le processus de formage par chauffage mécanique complexe, long et dangereux par de bonnes perspectives d’application. Au Japon, Kawasaki Heavy Industries et d’autres entreprises de construction navale ont installé des systèmes de découpe à plat de haute puissance au laser. L’Allemand Meyer Werft a également présenté quatre lasers au CO2 de 12 kW pour le soudage de tiges de renforcement de coque de différentes longueurs.

À l’heure actuelle, les États-Unis, l’Europe et d’autres régions sont en train de mettre au point des équipements de traitement industriel pour lasers à fibre optique de forte puissance, ainsi que des équipements de traitement pour pointeurs laser de qualité industrielle d’une puissance de 200mW. L’Europe a mis au point une petite série de produits laser industriels.

pointeur laser 200mW

Les équipements de traitement au laser de moyenne et faible puissance, tels que les machines de marquage au laser, les machines de gravure, les découpeuses, les soudeuses, etc., sont également largement utilisés dans diverses industries, mais l’application de traitement industriel des pointeurs laser 200mW reste vide l’industrie européenne de la construction navale, les lasers n’ont pas été utilisés. La lumière bleue d’une longueur d’onde comprise entre 0,47 et 0,54 mm se propage sur une profondeur de 100 m et sa perte n’est que de 1/100 des autres longueurs d’onde.

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Impact des armes laser sur la guerre

À l’heure actuelle, les pointeurs laser de haute puissance attirent une attention intense des forces militaires du monde entier, et de nombreux pays développent et produisent des stylos laser à haute énergie à grande échelle. L’arme laser est une arme à énergie dirigée qui utilise le faisceau vert émis dans une direction particulière pour attaquer une cible. Ses performances sont excellentes: interférences rapides, flexibles, précises et anti-électromagnétiques. Il joue un rôle unique dans les contre-mesures optoélectroniques, la défense aérienne et la défense stratégique. Il est divisé en armes laser tactiques et lasers stratégiques. Ce sera un moyen de dissuasion régulier.

Les résultats de l’utilisation au combat de flux de rayons laser de différentes densités (, différents types d’armes laser) sont également différents: ou aveuglant temporairement des dispositifs optoélectroniques ennemis ou des organes visuels humains, ou des missiles, des avions, des véhicules blindés D’autres cibles provoquent des dommages mécaniques (destruction) .

L’un des principaux inconvénients des armes à laser est la linéarité de leur action: toute arme à laser ne peut être utilisée que sur des cibles à vision directe. Si le but est du "côté de la montagne" ou au-dessous de l’horizon, il est impossible de le détruire avec un canon laser ou une arme similaire, et le faisceau doit être réfléchi à nouveau. Le pointeur laser vert détruit les cibles aériennes et terrestres. Pour obtenir un faisceau laser de forte puissance, il doit exister un dispositif générateur de haute puissance correspondant et, dans les conditions scientifiques et techniques actuelles, aucun dispositif compact générateur de haute puissance ne peut être obtenu. Par conséquent, le pointeur laser opérationnel actuel est uniquement considéré comme une arme pour les guerres spatiales (optique à oeil aveugle, y compris les équipements optiques déployés par satellite, ou utilisant des aéronefs déployés sur des stations orbitales de combat ou des aéronefs dédiés à cette fin.

On peut dire que depuis le début de l’humanité, la guerre s’est accompagnée du développement de la société humaine jusqu’à ce jour. Si la guerre a provoqué des catastrophes, elle a également favorisé le développement des sciences et technologies humaines. Le développement des armements humains a connu l’ère, la période des armes à feu, l’ère des armes nucléaires et l’entrée officielle dans l’ère des lasers verts. Selon des reportages de médias étrangers, la société allemande de défense des métaux du Rhin a développé des lunettes de protection laser, connues sous le nom de "Sky Guardian", capables d’abattre des drones à une distance de 3,2 km. Ce rapport a attiré l’attention des gens. Quel impact a donc le laser appartenant au nouveau concept d’arme sur la guerre future?

lunettes protection laser

L’émergence de technologies de pointe et nouvelles est le moteur fondamental de la transformation de la guerre humaine de la mécanisation à l’information. Avec le développement et l’utilisation de la science et de la technologie par les humains, les armes à laser constituent un nouveau concept d’arme pour la nouvelle génération, visant à remplacer les balles classiques par des faisceaux à haute densité d’énergie. Les armes à laser sont classées en deux catégories: les armes à laser tactiques et les lunettes à laser en fonction des objectifs opérationnels. Ils présentent principalement les trois caractéristiques suivantes: premièrement, le temps de réaction est court, la vitesse d’irradiation est rapide et la précision de frappe est élevée; la seconde est la forte intensité de rayonnement, le pouvoir destructeur est énorme; le troisième n’est pas sujet aux interférences électroniques.

Les armes à laser peuvent projeter une puissante énergie lumineuse sous forme de lumière à une vitesse de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres. Ils peuvent les détruire en un instant, mais aussi se tuer mutuellement leurs missiles intercontinentaux dans la phase ascendante de renforcement. Ces pointeurs laser bleus sont différents des armes et équipements traditionnels, de sorte que la létalité et le pouvoir destructeur de l’arme sont incroyables. L’émergence déclenchera une nouvelle révolution technologique militaire, fournissant de nouveaux outils de combat pour les guerres futures. En fin de compte, cela changera complètement la forme des futures guerres.

La guerre à venir sera une guerre de haute technologie très féroce et cruelle. Si de telles armes se retrouvent sur le champ de bataille, la théorie traditionnelle des opérations offensives et défensives sera modifiée. Puisque la vitesse du laser bleu est la vitesse de la lumière, il n’est généralement pas nécessaire d’utiliser la quantité à l’avance, mais comme le laser est sensible aux conditions météorologiques, le pointeur laser puissant n’a pas été popularisé à ce jour. Si la défense est une forme de guerre nécessaire dans une guerre avec des armes traditionnelles, alors dans une guerre avec un nouveau concept d’arme, la défense équivaut à un échec. L’émergence de cette nouvelle situation aura un impact énorme sur la théorie traditionnelle des opérations offensives et défensives.

Les armes à laser reposent sur des connaissances scientifiques et technologiques avancées et reposent sur une forte force économique. Cela limite l’utilisation intensive des armes à laser. Il est difficile pour certains pays petits et faibles de posséder de telles armes à court terme, c’est-à-dire que ces armes deviendront une arme "brevetée" sur le champ de bataille de certains pays puissants.

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