ليزر زجاج الإربيومبفضل طول موجته الآمنة للعين البشرية (1.53 ميكرومتر)، وشكله الصغير، وطاقة نبضته العالية، وجودة شعاعه المستقرة، أصبح هذا الليزر مصدر الضوء الأساسي لأنظمة قياس المسافة بالليزر الحالية. يقع هذا الطول الموجي ضمن نطاق النقل الجوي، مع ذروة امتصاص منخفضة للماء وتوهين أقل من نطاق 1 ميكرومتر في البيئات الغائمة والضبابية. في الوقت نفسه، يفي هذا الليزر بمعايير السلامة الدولية للعين البشرية، ويمكنه العمل لفترات طويلة في الأماكن المفتوحة دون الحاجة إلى حماية إضافية.

يستخدم الجهاز النموذجي زجاج فوسفات مطعّم بالإربيوم والإيتربيوم كوسط تضخيم، وليزر أشباه موصلات يعمل بطول موجي 940 نانومتر، يُضخّ من الجانب أو من النهاية. تمتص أيونات الإربيوم الطول الموجي 940 نانومتر وتخضع لانتقال طاقة من الإيتربيوم إلى الإربيوم، مما يحقق انتقالًا رباعي المستويات بطول موجي 1.53 ميكرومتر. كما هو موضح في الشكل 1.

(الشكل 1)

بفضل العمر الطويل لمستوى الطاقة العلوي الذي يصل إلى 8 مللي ثانية، يمكن للنظام اعتماد طريقة تبديل Q ذات معدل تكرار منخفض للحصول على طاقة نبضة واحدة على مستوى التركيز الدقيق أو التركيز الملي ثانية في النانو ثانية، مع ذروة طاقة بالميغاواط، مما يحسن بشكل فعال نسبة الإشارة إلى الضوضاء في تحديد المدى.

تتكون سلسلة تحديد المدى من ليزر، وبصريات إرسال، وتلسكوب استقبال، وثنائي ضوئي انهياري، ووحدة قياس الوقت. كما هو موضح في الشكل 2.

(الشكل 2)

بعد أن يُصدر النظام نبضة واحدة، يتم تسجيل زمن انتقال الصدى Δt والمسافة R = c · Δt/2. يتوافق الطول الموجي 1.53 ميكرومتر مع استجابة منخفضة للغاية لكواشف السيليكون، لذا تُستخدم أنابيب الانهيار الجليدي المصنوعة من إنديوم غاليوم أرسينيد (InGaAs) مع مرشحات ضيقة النطاق لكبح ضوء الخلفية. بفضل طاقة النبضة العالية، التي تتراوح من عدة كيلومترات إلى عشرات الكيلومترات، يمكن إتمام القياس بمعدل تكرار يتراوح بين 0.1 و1 هرتز، دون الحاجة إلى تجميع عالي التردد، مما يُتيح الكشف عن النبضة الواحدة ويُبسط معالجة الإشارة.

فيما يتعلق بتشكيل الشعاع، يبلغ قطر شعاع قضيب الليزر 2-4 مم، ويتم توسيعه 5-10 مرات بواسطة تلسكوب غاليليو. يتم ضغط زاوية تباعد المجال البعيد إلى 0.2-0.5 ملي راديان، مما يضمن كثافة طاقة البقعة الضوئية ويقلل من تأثير التلألؤ الجوي. يستخدم طرف الاستقبال تلسكوب كاسغرين بفتحة 80-150 مم لجمع الصدى وتركيزه على نظام الصمام الثنائي الضوئي الانهياري InGaAs.

ال ليزر زجاج الإربيوم تم تطويرها وإنتاجها وبيعها بشكل مستقل بواسطة ريل لايت تشتهر بموثوقيتها العالية وفعاليتها من حيث التكلفة. لا تتردد في الاستفسار.

تنويه: بعض محتوى هذه المقالة مأخوذ من الإنترنت لأغراض البحث والمناقشة التقنية. وهي مخصصة للاطلاع والتعلم فقط. يُرجى التفضل بالإبلاغ عن أي معلومات غير دقيقة. في حال وجود أي مشاكل متعلقة بحقوق النشر، يُرجى التواصل معنا للتحقق من المحتوى وإزالته.