铒玻璃激光器测距结构的简单介绍
2025-11-18

铒玻璃激光器其以1.53μm的人眼安全的工作波长,紧凑的外形、高的单脉冲能量与稳定的光束质量等优点使其已经成为目前激光测距系统的核心光源。该波长位于大气传输窗口,水吸收峰较低,云雾环境下衰减优于 1 μm 波段,同时满足国际人眼安全标准,可在开放空间长时间工作而无需额外防护。

典型器件采用铒镱共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,侧面或端面泵浦 940 nm 半导体激光。铒离子吸收 940 nm 后通过 Yb→Er 能量转移,实现 1.53 μm 四能级跃迁。如图1。

铒玻璃激光器测距结构的简单介绍

(图1)

 

由于上能级寿命长达 8 ms,系统可采用低重频 Q 开关方式,在纳秒量级获得微焦或者毫焦级单脉冲能量,峰值功率兆瓦级,有效提升测距信噪比。

测距链路由激光器、发射光学、接收望远镜、雪崩光电二极管及时间测量单元组成。如下图2。

铒玻璃激光器测距结构的简单介绍

(图2)

 

系统发射单脉冲后,记录回波飞行时间 Δt,距离 R = c·Δt/2。1.53 μm 波长对应硅探测器响应极低,故采用 InGaAs 雪崩管,配合窄带滤光片抑制背景光。由于脉冲能量高,可在 0.1–1 Hz 重频下完成数公里至数十公里测距,无需高重频累加即可实现单脉冲探测,简化信号处理。

光束整形方面,激光棒出光直径 2–4 mm,经伽利略望远镜扩束 5–10 倍,远场发散角压缩至 0.2~0.5 mrad,既保证光斑能量密度,又降低大气闪烁影响。接收端采用 80–150 mm 口径卡塞格林望远镜,收集回波后聚焦至 InGaAs APD系统。

 

杏林睿光自主研发、生产、销售的铒玻璃激光器,以高可靠性、高性价比著称,我们将激光器丢入沸水中煮后,依然正常出光:

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