HQP-Serie: Subnanosekundenlaser mit hoher Spitzenleistung

RealLight HQP-Serie – Hochleistungs-Subnanosekundenlaser – Produkteinführung
RealLight Technology hat die HQP-Serie von Hochleistungs-Subnanosekundenlasern eigenständig entwickelt, die speziell für LiDAR- und Präzisionslaserbearbeitungsanwendungen konzipiert sind. Der Laser verwendet eigens entwickelte optische Kernkomponenten wie Seed-Laser, optischen Isolator, Pumpquelle und Laserverstärker und liefert Pulse mit einer Pulsdauer im Subnanosekundenbereich, hoher mittlerer Leistung und hoher Wiederholrate. Dank seiner kompakten und leichten Bauweise, des hermetisch abgedichteten optischen Pfads und des luftgekühlten, energiesparenden Designs bietet er eine hervorragende Integrationsfähigkeit und eignet sich für vielfältige Anwendungsbereiche wie luftgestütztes LiDAR/Mapping, Mikro- und Nano-Präzisionsbearbeitung, optische Detektion und ophthalmologische Behandlungen. Standardversionen unterstützen Dual-Wellenlängen von 1064 nm und 532 nm mit Pulsdauern bis zu 500 ps; kundenspezifische Modelle mit einer UV-Wellenlänge von 355 nm und höheren Wiederholraten sind auf Anfrage erhältlich.

1. Integriertes, selbstentwickeltes optisches Design und kompakte, zuverlässige Struktur
Die HQP-Serie nutzt eine eigens entwickelte MOPA-Architektur (Master Oscillator Power Amplifier) ​​mit intern entwickelter Seed-Quelle, Isolator, Pumpe und Verstärkerkette, wodurch geringe optische Verluste und eine stabile Spitzenleistung erzielt werden. Der vollständig hermetisch abgedichtete Resonator isoliert Störungen durch Staub, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen, um eine Drift des optischen Pfades im Langzeitbetrieb zu verhindern und die Lebensdauer zu verlängern.
Ausgestattet mit Luftkühlung anstelle von Wasserkühlern, verbraucht der Laser maximal weniger als 200 W und zeichnet sich durch geringen Energieverbrauch und wenige Peripheriegeräte aus. Die separate Anordnung von Laserkopf und Netzteil ermöglicht kompakte Abmessungen und eine einfache Installation: Abmessungen des Laserkopfs: 85 × 91,6 × 240 mm, Abmessungen des Netzteils: 172 × 100 × 197 mm. Ideal für platzsparende Geräte wie Onboard-LiDAR-Systeme, automatisierte Bearbeitungsmaschinen und miniaturisierte medizinische Geräte.
Standardisierte elektrische Steuerschnittstellen unterstützen eine 15VDC-Stromversorgung, einen 5V TTL externen Trigger-Eingang, einen 3V synchronen optischen Ausgang bei 50Ω Last und eine serielle RS232-Kommunikation für eine nahtlose Verbindung mit übergeordneten Rechnern, Bewegungssteuerungssystemen und LiDAR-Timing-Modulen, wodurch die Systemintegration vereinfacht wird.

2. Kernleistungsvorteile
2.1 Schmale Subnanosekundenpulse für minimale thermische Schäden in der Mikrofertigung
Die minimale Pulsbreite beträgt 500 ps. Subnanosekunden-Ultrakurzpulse unterdrücken die Wärmediffusion drastisch und erzeugen saubere Bearbeitungskanten ohne thermische Verbrennungen oder Schlacke – ideal für Präzisionsbohren, Innengravur und Mikro-Nanostrukturierung. Bei LiDAR- und Laser-Ultraschallmessungen verbessern schmale Pulse die Entfernungsauflösung und das Signal-Rausch-Verhältnis.

2.2 Hohe Durchschnittsleistung und großer Wiederholratenbereich für vielseitige Arbeitsbedingungen
Es stehen drei gängige Wiederholraten zur Verfügung (5 kHz, 20 kHz, 50 kHz). Die 1064-nm-Version liefert eine maximale Durchschnittsleistung von 5 W und eine Einzelpulsenergie von bis zu 500 μJ; die grüne 532-nm-Version erreicht eine Durchschnittsleistung von 2,5 W und eine Einzelpulsenergie von 250 μJ. Durch flexibles Umschalten zwischen hohen und niedrigen Wiederholraten lassen sich LiDAR-Erkennung über große Entfernungen, kontinuierliches Markieren mit hoher Geschwindigkeit und schnelles Gravieren realisieren.

2.3 Hochwertiger Grundmodus-Strahl und Langzeit-Ausgangsstabilität
Es emittiert einen TEM00-Grundstrahl mit überragender Strahlqualität. Der Divergenzwinkel bei 1/e² beträgt in horizontaler und vertikaler Richtung weniger als 10 mrad, und das Polarisationsverhältnis übersteigt 100:1 für eine präzise Strahlsteuerung. Die Leistungsschwankung (RMS) bleibt über 8 Stunden Dauerbetrieb unter 3 % und gewährleistet so eine gleichbleibende Leistung bei der Serienproduktion und Langzeit-LiDAR-Inspektionen, was die Ausbeute erhöht und reproduzierbare Messdaten liefert.

2.4 Breiter Betriebstemperaturbereich und hohe Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umgebungsbedingungen
Die Standardbetriebstemperatur liegt zwischen 15 °C und 35 °C, die Lagertemperatur zwischen -20 °C und 60 °C. Das Gerät arbeitet stabil in Fahrzeugen, im Freien, in Laboren und Industriehallen, ohne dass eine strenge Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle erforderlich ist.

3. Vollständige Beschreibung der technischen Parameter
Der HQP-Subnanosekundenlaser bietet zwei Standardwellenlängen: 1064 nm (Infrarot) und 532 nm (Grün) mit drei Wiederholraten von 5 kHz, 20 kHz und 50 kHz. Bei 1064 nm liefert der Laser bei 5 kHz eine mittlere Leistung von 2,5 W und eine Einzelpulsenergie von 500 µJ; bei 20 kHz 5 W und 250 µJ; und bei 50 kHz 4 W und 80 µJ. Bei 532 nm liefert der Laser bei 5 kHz eine mittlere Leistung von 1,25 W und 250 µJ; bei 20 kHz 2,5 W und 125 µJ; und bei 50 kHz 2 W und 40 µJ. Die Impulsbreite verringert sich mit steigender Wiederholrate und erreicht bei maximal 50 kHz Werte unter 500 ps. Die RMS-Leistungsstabilität bleibt bei allen Konfigurationen über einen Zeitraum von 8 Stunden im Dauerbetrieb unter 3 %.
Alle Modelle erzeugen TEM00-Grundmodus-Laserstrahlen mit einem Divergenzwinkel unter 10 mrad in horizontaler und vertikaler Richtung und einem Polarisationsauslöschungsverhältnis von über 100:1. Sie arbeiten mit einer Eingangsspannung von 15 V DC, akzeptieren einen externen 5-V-TTL-Trigger und geben ein synchrones optisches Signal von 3 V an 50 Ω aus. Die Systemsteuerung erfolgt über RS232. Die maximale Leistungsaufnahme beträgt weniger als 200 W. Netzteil (172 × 100 × 197 mm) und Laserkopf (85 × 91,6 × 240 mm) sind separat dimensioniert. Die Betriebstemperatur liegt zwischen 15 und 35 °C, die Lagertemperatur zwischen -20 und 60 °C. Das vollständig gekapselte, luftgekühlte Design benötigt keine Wasserkühlung. Kundenspezifische Varianten mit einer UV-Wellenlänge von 355 nm und höheren Wiederholraten sind auf Anfrage erhältlich.

4. Vielfältige Anwendungsgebiete
4.1 LiDAR- und Weltraumerkennung
Ideal für Laser-Ranging-LiDAR und Scanning-Imaging-LiDAR. Subnanosekunden-schmale Pulse erhöhen die Messgenauigkeit, während hohe Wiederholraten kontinuierliches Hochgeschwindigkeitsscannen ermöglichen. Die kompakte Bauweise ermöglicht die Integration in luftgestützte, fahrzeugmontierte und Vermessungs-LiDAR-Systeme. Es eignet sich auch für laserinduzierte Fluoreszenz, atmosphärische optische Detektion und Laser-Ultraschallmessung zur Fernerkundung und optischen Inspektion.

4.2 Präzisionslaserbearbeitung
Das Verfahren umfasst Feinmarkierung, Lasergravur, Innengravur von Glas/Kristall, Präzisions-Mikrolochbohrung und Mikro-Nano-Bearbeitung verschiedener Materialien. Ultrakurze Pulse ermöglichen eine Kaltbearbeitung mit extrem kleinen Wärmeeinflusszonen und eignen sich daher für die hochpräzise Mikrostrukturierung von Metallen, Keramik, Glas und Polymeren. Hohe Wiederholrate und hohe Durchschnittsleistung erfüllen die Anforderungen automatisierter Produktionslinien an hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten.

4.3 Biomedizinische Anwendungen
Es wird in ophthalmologischen Laserbehandlungsgeräten eingesetzt, wo Subnanosekundenpulse thermische Schäden am Augengewebe minimieren und postoperative Komplikationen reduzieren. Es unterstützt außerdem die Anregung der Fluoreszenz biologischen Gewebes und die optische Forschung für medizinische Labore.

5. Produktübersicht
Die auf RealLights eigener, vollständig entwickelter optischer Technologie basierende Hochleistungs-Subnanosekundenlaser-Serie HQP vereint fünf Kernstärken: schmale Pulsdauer im Subnanosekundenbereich, eine durchschnittliche Spitzenleistung von bis zu 5 W, eine maximale Wiederholrate von 50 kHz, ein luftgekühltes, kompaktes Design und hermetisch abgedichtete Langzeitstabilität. Standardmäßige Dualwellenlängenoptionen von 1064 nm und 532 nm sowie eine anpassbare UV-Version mit 355 nm erfüllen branchenübergreifende Anforderungen, darunter LiDAR-Detektion, industrielle Präzisionsmikrofertigung, ophthalmologische Medizingeräte und optische Forschung. Dank geringem Stromverbrauch, einfacher Integration und breitem Temperaturbereich senkt der Laser effektiv die Kosten für Entwicklung und Wartung nachgelagerter Geräte. Als kostengünstige Subnanosekunden-Pulslaserquelle findet er breite Anwendung bei Herstellern von Automatisierungsanlagen, LiDAR-Unternehmen, universitären Forschungsinstituten und Medizingeräteherstellern.