Laser à verre erbiumAvec une longueur d'onde de fonctionnement sans danger pour les yeux humains de 1,53 μm, une forme compacte, une énergie d'impulsion unique élevée et une qualité de faisceau stable, ce laser est devenu la source lumineuse principale des systèmes de télémétrie laser actuels. Cette longueur d'onde se situe dans la fenêtre de transmission atmosphérique, avec un faible pic d'absorption par l'eau et une atténuation meilleure que celle de la bande 1 μm par temps nuageux ou brumeux. De plus, il répond aux normes internationales de sécurité oculaire et peut fonctionner pendant de longues périodes en espace ouvert sans protection supplémentaire.

Un dispositif typique utilise un verre de phosphate co-dopé à l'erbium et à l'ytterbium comme milieu amplificateur, et un laser semi-conducteur à 940 nm pompé latéralement ou par son extrémité. Les ions erbium absorbent à 940 nm et subissent un transfert d'énergie Yb → Er, induisant une transition à quatre niveaux à 1,53 μm. Voir figure 1.

(Figure 1)

Grâce à la longue durée de vie du niveau d'énergie supérieur, pouvant atteindre 8 ms, le système peut adopter une méthode de commutation Q à faible taux de répétition pour obtenir une énergie d'impulsion unique au niveau du micro-foyer ou du milli-foyer en nanosecondes, avec une puissance de crête de l'ordre du mégawatt, améliorant ainsi efficacement le rapport signal/bruit de la télémétrie.

La chaîne de télémétrie comprend un laser, un système optique d'émission, un télescope de réception, une photodiode à avalanche et une unité de mesure du temps. Voir figure 2.

(Figure 2)

Après l'émission d'une impulsion unique par le système, on enregistre le temps de propagation de l'écho Δt et la distance R = c · Δt/2. La longueur d'onde de 1,53 μm correspond à une réponse extrêmement faible des détecteurs au silicium ; des tubes à avalanche InGaAs sont donc utilisés avec des filtres passe-bande étroits pour supprimer la lumière parasite. Grâce à la haute énergie des impulsions, des portées de plusieurs kilomètres à plusieurs dizaines de kilomètres peuvent être atteintes à une fréquence de répétition de 0,1 à 1 Hz, sans nécessiter d'accumulation haute fréquence, permettant ainsi la détection d'impulsions uniques et simplifiant le traitement du signal.

Concernant la mise en forme du faisceau, la tige laser présente un diamètre de 2 à 4 mm, qui est agrandi 5 à 10 fois par le télescope Galileo. L'angle de divergence en champ lointain est comprimé à 0,2-0,5 mrad, garantissant ainsi la densité d'énergie du point lumineux et réduisant l'influence de la scintillation atmosphérique. À la réception, un télescope Cassegrain de 80 à 150 mm d'ouverture collecte les échos et les focalise sur le système APD InGaAs.

Le laser à verre erbium développé, produit et vendu indépendamment par RealLight est reconnue pour sa grande fiabilité et son excellent rapport qualité-prix. N'hésitez pas à nous contacter pour toute question.

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