Die Grundvoraussetzung eines Unterwasserkommunikationslasers besteht darin, dass die Laserausgangswellenlänge 532 nm beträgt, da das verlustarme Fenster im Meerwasser 0,46 nm bis 0,54 nm beträgt und die Impulsspitzenenergie größer als 200 mJ sein sollte, die Impulsbreite im Allgemeinen 10 ns bis 20 ns beträgt. Die Wiederholungsfrequenz beträgt ungefähr 50 Hz, und der Divergenzwinkel ist je kleiner, desto besser, im Allgemeinen weniger als 0,1 mrad, der Laserspot ist so gleichmäßig wie möglich, und der 532nm Nd: YAG Laser mit elektrooptischer Q-Schaltung kann auf diese Aspekte angewendet werden.
Theorie
Die Hauptkomponenten des Geräts sind:
Medium gewinnen - Nd YAG
Es wird verwendet, um einen Laser von 1064 nm zu erzeugen, um grundlegendes Licht zum Erzeugen eines Lasers von 532 nm bereitzustellen. Das Gewinnsmedium Nd: YAG ist ein kubischer Kristall, optisch isotrop, und die Dotierungskonzentration der Nd3+ -Ionen beträgt 1,0%.
Um eine hohe Spitzenleistung zu erzielen, ist es notwendig, die Energie durch die Q-Schaltungstechnologie auf einen Impuls zu konzentrieren. LiNbO3 hat einen großen elektrooptischen Koeffizienten, einen großen akustooptischen Koeffizienten und eine gute nichtlineare Leistung. Es ist weit verbreitet in Photoregulatoren und Wellenleitermaterialsubstraten sowie in Q-Schaltern für Nd-Laser. In Wasser unlöslich, nicht leicht zu zerlegen, erfordert keine versiegelte Lagerung, geringen Übertragungsverlust, stabile chemische und mechanische Eigenschaften
EO-Q-Schalten：LiNbO3
LBO Frequenzumwandlung
Der Frequenzverdopplungskristall ist ein LBO-Kristall. Der LBO-Kristall ist ein negativer zweiachsiger Kristall. Die Zerstörungsschwelle beträgt das 4-fache von KTP. Der effektive nichtlineare Koeffizient beträgt ein Drittel des KTP-Kristalls und hat einen weiten zulässigen Winkel und einen kleinen Abweichungswinkel. Bei der Phasenanpassung der Klasse I werden die beiden Durchgangsflächen von LBO mit einer zweifarbigen Antireflexionsbeschichtung für 1064 nm und 532 nm beschichtet.
Spiegel – M1 – 1064 nm Totalreflexionsfilm ist auf der Seite in der Nähe des elektrooptischen Kristalls plattiert. M2 – 1064nm Ausgangsspiegel. M3 – 45 ° Reflektor.
Unter Verwendung eines frequenzverdoppelten Q-geschalteten modengekoppelten Nd: YAG-Lasers werden 35 532 nm-Impulse pro Sekunde erzeugt. In allgemeinen Gewässern sind die experimentellen Ergebnisse in dreidimensionalen Richtungen höher als 6 135 mm; In Tiefwasserpools wird die Abstandsauflösung experimentell erhalten – sie beträgt 91144 m, die laterale Auflösung beträgt etwa 6135 mm und die Abstandsauflösung ist durch die 9 ns-Impulsbreite des Q-geschalteten Lasers begrenzt.
- · Hohe Photonenenergie
- · Kurze Wellenlänge
- · Empfindlich für das menschliche Auge
- · Regelmäßiger Lichtpunkt
- · Ferne im Wasser
- · Kleiner Divergenzwinkel
- Unterwasser-Bildgebungstechnologie Die Distanz-Gate-Technik verwendet einen gepulsten Laser und eine Blitzkamera, um das gestreute Licht in verschiedenen Entfernungen und das reflektierte Licht der Zielszene durch Impulsemission und Abbildungszeit zu trennen, so dass der von der Zielszene reflektierte Strahlungsimpuls bei Kamera und Bildgebung ankommt innerhalb der Öffnungszeit des Kamera-Blitzes. Die meisten Unterwasser-Distanz-Gating-Bildgebungssysteme und andere dreidimensionale Unterwasser-Bildgebungssysteme verwenden blitzgepumpte Nd: YAG-Laser. Das Gerät ist ausgereift, kostengünstig und hat eine Ausgangswellenlänge von 1106Lm. Nach Verdoppelung der Frequenz kann 532 nm grünes Licht erhalten werden. Gegenwärtig kann die durchschnittliche Leistung mehrere zehn Watt erreichen, und der Arbeitsabstand kann mehrere Kilometer erreichen.
- Unterwasserkommunikation Die auf sichtbarem Licht basierende Unterwasserkommunikationstechnologie bietet die Vorteile einer hohen Kommunikationsrate, niedriger Kosten, eines kompakten Instruments, einer einfachen Integration und einer guten Vertraulichkeit. Aufgrund der hohen Modulationsrate der Lasermodulation und der hohen Einzelimpulsenergie kann die Unterwasserkommunikation mit sichtbarem Licht höhere Kommunikationsraten und eine größere Kommunikationsbandbreite erzielen.
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