对眼安全的1.73μm激光测距机
对眼安全的1.73μm激光测距机
作者:M.Kaights;谢顺迎
本文的主要目的在于接胡搜啊氟化钇锂掺铒的1.73μm激光测距仪性能和用1.37μm激光源制造的两台测量系统。这种系统比目前使用的系统优越,能避免眼睛损伤。目前使用的高脉冲峰值功率测距系统大多发射近红外和可见光。人眼能把这种高准直激光聚焦到损伤阈值很低的视网膜上而产生极强辐照度。对于λ≥1.4μm的激光,眼睛角膜则能吸收,从而限制其向视网膜传播。因此把λ≥1.4μm波段叫做安全激光。当用安全波长工作时,允许照射到眼球的激光可大大增加。按美国国家标准协会规定,眼睛对λ=1.73μm激光的最大容许曝光量为10-~12J/CM²,比λ=1μm最大曝光量高2000倍。
氟化钇锂掺铒1.73μm激光器为脉冲固体激光源,结构和工作类似于Nd:YAG激光源。它是四能级激光器,激光阈值低。上能级激光寿命足以用普通闪光灯泵浦。能量从泵浦带向亚稳态传递速度快。它能消除Q开关工作产生的多脉冲问题。1.73μm激光器可用低损耗反射镜谐振腔和铌酸锂普克尔盒Q开关。
1.73μm的激光处于褚光电二极管灵敏带内。1.73μm接收机采用与高速互阻抗放大器耦合偏压光电二极管。用GaInAs光电二极管能使接收机的灵敏度得到明显改进,在更宽的带宽下对1.73μm的响应率几乎提高一个数量级。
对眼睛安全的1.73μm激光云高指示器和水平测距机已实验完毕。他们全采用Q开关Er:YLF激光器和褚光电二极管。
激光云高指示器此阿勇15in直径的发射机和接收机装置,输出能量为2mJ左右,达到了美国放射性健康标准局的一级工作标准。该系统能测量15m左右到3km以上的云高度,是为机场无人操作气象观测设计的。它不受气象条件影响。其体积为15立方英尺,主要部件是16英寸直径的光学装置,这是达到以及工作所必需的。
另一台实验型测距机验证了1.73μm小型激光测距系统的可行性。它采用1.5in直径的发射光学装置,3in的接收机。这台测距机发射10mJ的Q开关激光脉冲。它以三分之一的眼睛最大容许曝光量极限运转,如AN/SI定义的那样。这个系统对非合作目标测距(受测试距离限制)达2km,并有高的信噪比。其体积为0.5ft³左右,该部件的结构适合手持式工作。
1.73μm激光除了对眼睛安全外,大气成分对它衰减很低,并且1.73μm穿透某些物质例如烟尘雾和水蒸气的能力由于二氧化塘激光。
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