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レーザーはレーザー測距の分野で重要な役割を果たしている
2023年8月25日

通常の光源は指向性が低く、測距精度に影響を与えます。1960年にマイマンが最初のレーザーを発明して以来、レーザー測距は徐々に測距市場を席巻してきました。レーザー測距は、レーザービームの伝搬時間を利用してターゲットまでの距離を測定する技術です。レーザーはレーザーパルスを生成し、その往復時間を測定することで距離測定を実現します。その動作原理は、光速が既知であり、空気などのほとんどの媒体における伝搬速度が非常に安定しているという事実に基づいています。レーザー測距の分野では、多くの種類のレーザーが一般的に使用されており、主に動作原理とレーザーの特性に基づいて分類されます。以下は、レーザー測距に使用される一般的なレーザーの種類です。

 

  1. 固体レーザー:

Nd:YAGレーザー:活性媒体としてネオジム添加イットリウムアルミニウムガーネット結晶を使用し、通常は赤外線帯域で動作し、長距離測距用途に適しています。

Er:YAGレーザー:エルビウムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネット結晶を使用し、通常は中赤外線帯域で動作し、大気測距などの用途に使用できます。

  1. 半導体レーザー:

ダイオードレーザー:半導体材料をベースとしたレーザーで、小型かつ高効率であり、近距離測距やLiDARシステムによく用いられる。

  1. ガスレーザー:

CO2レーザー:大気中での長距離測距や大気汚染モニタリングなどの用途に使用される。

  1. ファイバーレーザー:レーザー媒体として光ファイバーを使用し、高精度かつ安定した測距が求められる用途に適しています。

 

レーザー測距技術の精度は、主に時間計測の精度とレーザーパルスの送受信プロセスの安定性に依存します。計測精度を向上させるには、通常、高精度な時間計測装置と高品質のレーザーを使用する必要があります。RealLightは10年以上にわたりレーザーの研究開発と製造に深く携わってきました。同社は課題を直接解決し、追いついてきました。最も普及している目に安全な1535nmエルビウムガラスレーザー、1064nm Nd:YAGレーザー、532nmマイクロチップレーザーなど、レーザー測距に使用できる一連のレーザーを独自に開発・製造しています。幅広い分野に関わっており、レーザー距離計、航空路レーダー、ライダー、距離ゲートイメージング、海岸線深度計測、森林マッピング、科学研究などに使用できます。

 

パルスレーザー距離計は、小型軽量、全固体、高効率、高信頼性、高速といった特徴を備えています。そのため、建設、計測、制御などの分野で広く使用されています。RealLightが独自開発した半導体励起パッシブQスイッチ固体レーザーMCAシリーズは、安定した単一パルスエネルギー、優れたビーム品質、安定性と信頼性を備えています。半導体励起モジュールとレーザー結晶は一体設計されており、コンパクトなレーザーヘッドは設置や統合が容易です。システムは内部トリガーと外部トリガーの両方をサポートしています。このシリーズの製品には、1064nm、532nm、355nm、266nmの4つの波長があります。レーザーヘッド内部の完全密閉モジュールは、顧客が二次開発やアプリケーションに使用できます。例えば、ACAMが開発したTDC-GPXシリーズのTDC-GP22型時間-デジタル変換器を搭載した532nmマイクロチップレーザーは、補間測定を用いて高精度の時間間隔を取得でき、大学などでパルスレーザー測距実験コースを提供できます。また、1064nmレーザーはパルス幅が1.2ns、パルスエネルギーが120μJ、最大繰り返し周波数が20kHzに達し、超長距離測定に適しています。詳細なパラメータは以下のとおりです。

時代の発展に伴い、レーザー測距装置には新たな要求事項、すなわち目の安全性が求められるようになりました。この点において、RealLight社が開発した1535nm Er:ガラスレーザーは、動作波長1535nm、レーザーパルス幅5~8ns、パルスエネルギー100~1000μJを実現しています。半導体パッケージング技術を採用し、ポンプモジュールとレーザー結晶は一体化され、完全に密閉されています。小型軽量(最軽量8g)で、動作温度範囲は-40~65℃と広範囲です。ハンドヘルド測距、銃照準、ポッド、ヒューズ、国境監視などに適しています。詳細なパラメータは以下のとおりです。

特定の用途に適したレーザーの種類を選択するには、波長、出力、周波数安定性、パルス特性、コストなどの要素を考慮する必要があります。レーザーの種類によって、異なる測定用途においてそれぞれ独自の利点があります。

 

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