Göz güvenli çok darbeli lazer mesafe ölçüm teknolojisi

Küçük boyutu, hafifliği ve uzun çalışma mesafesiyle çoklu darbeli lazer mesafe ölçüm modülü, taşınabilir optoelektronik ekipmanlardaki uygulamalar için büyük bir vaat taşımaktadır. Bu makale, çalışma prensibini, teknik özelliklerini, hem yurt içinde hem de uluslararası alanda en son araştırma ilerlemesini tanıtmakta ve geliştirme eğilimine ilişkin bir görünüm sunmaktadır.

I. Çok Darbeli Lazer Mesafe Ölçme Modülünün Çalışma Prensibi
Bir lazer mesafe ölçüm modülü tipik olarak bir lazer yayıcı, iletici optik sistem, alıcı optik sistem, sürücü devresi, alıcı devre ve entegre kontrol devresinden oluşur. Tek darbeli bir lazer mesafe ölçüm modülü bir lazer darbesi yayar ve bir mesafe ölçümü çıkışı verir. Tersine, çok darbeli bir lazer mesafe ölçüm modülü N lazer darbesi yayar, N kez örnekleme yapar, örnekleme sonuçlarını dijital sinyallere işler, yankı sinyalini çıkarır ve ardından bir mesafe ölçümü çıkışı verir.

II. Çok Darbeli Lazer Mesafe Ölçme Modülünün Avantajları
Çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülü aşağıdaki teknik avantajları sunar:

1. Aynı hacim ve ağırlık koşulları altında daha uzun çalışma mesafesi: Tek darbeli lazer mesafe ölçüm modülüne kıyasla, çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülü 2 ila 3 kat daha yüksek bir algılama hassasiyetine sahiptir ve bu da aynı hacim ve ağırlık koşulları altında daha uzun bir çalışma mesafesine olanak tanır.
2. Kararlı yankı ve minimum mesafe verisi titremesi: Çoklu darbeli sinyal işleme teknolojisinin kullanılması nedeniyle yankı sinyali daha kararlıdır ve bu da daha az veri titremesiyle sonuçlanır; bu avantaj, zayıf görüş koşullarında daha da belirginleşir.
3. Daha iyi gizleme: Tek darbeli lazer mesafe ölçüm modülüyle karşılaştırıldığında, çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülü, daha yüksek algılama hassasiyeti nedeniyle genellikle 1 ila 2 mertebe daha düşük tek darbe enerjisi üretir, bu da düşman uyarı sistemleri tarafından tespit edilme olasılığını azaltır ve daha iyi gizleme sağlar.

III. Yurtiçi ve Yurtdışı Araştırma İlerlemesi
Çok darbeli lazer mesafe ölçüm teknolojisi araştırmaları yapan uluslararası kuruluşlar arasında Vectronix (İsviçre), Jenoptik (Almanya) ve Noptel (Finlandiya) yer almaktadır.

Şekil 1: Vectronix Serisi Mesafe Ölçme Modülleri

Şekil 1, İsviçreli Vectronix şirketinin tipik 1550nm yarı iletken çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülü ürünlerini göstermektedir. 5020 ve 5042 serisi ürünler, tanklar için sırasıyla 2,5 km ve 4,5 km çalışma mesafelerine sahiptir ve sırasıyla 120 g ve 325 g ağırlığındadır. 5000 serisi ürünlerde, Şekil 2'de gösterildiği gibi, çalışma mesafesini artırmak ve lazer sapma açısını azaltmak için bir "ışın şekillendirici" eleman kullanılır [1].

Şekil 2. Beamshaper çalışma prensibi

Şekil 3, Finlandiya'daki Noptel Şirketi'nin yarı iletken çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülleri serisini göstermektedir. Tipik ürünleri arasında LRF-200, LRF-240 ve LRF-500 bulunur. Tanklar için etkili mesafeler sırasıyla 1,8 km, 2,5 km ve 4,5 km'dir ve ağırlıklar sırasıyla 66 g, 200 g ve 470 g'dır.

Şekil 4: Jenoptik Serisi Mesafe Ölçüm Modülleri

Şekil 4, Jenoptik'in yarı iletken çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülleri serisini göstermektedir. Tipik ürünleri arasında sırasıyla 3 km, 4,5 km ve 6 km tanklar için çalışma mesafeleri ve sırasıyla 33 g, 95 g ve 160 g ağırlıkları olan DLEM-20, DLEM-30 ve DLEM-45 yer almaktadır. Jenoptik, yarı iletken lazerlerini bağımsız olarak geliştirmektedir ve ikinci nesil ürün yükseltmesini tamamlamak için kendi güçlü yönlerinden yararlanmış ve bu da gelişmiş performansla sonuçlanmıştır.

ERDI TECH LTD, yaklaşık 10 yıldır göz güvenli çok darbeli lazer mesafe ölçüm modüllerinin araştırma ve geliştirmesine kendini adamıştır. Bu birikim sayesinde, üç ana seride birden fazla modele sahip göz güvenli çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülleri ürün serisini oluşturmuşlardır: yarı iletken, erbiyum cam ve optik fiber. Bu ürünler, gemi, hava, araç üstü ve bireysel asker optoelektronik sistemleri gibi çeşitli platformlara kurulmuş ve toplamda yaklaşık 100.000+ ünitelik bir üretimle müşterilerden olumlu geri bildirimler almıştır.

1.1535nm Erbiyum Cam Çok Darbeli Lazer Mesafe Ölçüm Modülü

2. 905nm yarı iletken çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülü

ERDI TECH LTD, yukarıdaki standart ürünlere ek olarak, özelleştirilmiş lazer mesafe ölçüm modülü hizmetlerini de üstlenmektedir.

IV. Çok Darbeli Lazer Mesafe Ölçüm Teknolojisinin Gelişim Eğilimleri

Çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülleri, küçük boyutları, hafif ağırlıkları ve uzun çalışma mesafeleri nedeniyle taşınabilir optoelektronik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılır ve bu da onları lazer mesafe ölçüm teknolojisi araştırmalarında önemli noktalardan biri haline getirir. Son yıllarda, çok darbeli lazer mesafe ölçüm teknolojisi aşağıdaki gelişme eğilimlerini göstermiştir:

1. Çalışma dalga boyu kademeli olarak 905nm'den 1550nm'ye yükseltildi.
   İlk askeri lazer mesafe ölçüm modülleri ve şu anda seri üretilen sivil golf sahası lazer mesafe ölçerler, ışık kaynağı olarak 905 nm lazerler kullanır. Yüksek üretim hacimleri nedeniyle nispeten ucuzdurlar. 905 nm lazerlerle karşılaştırıldığında, 1550 nm lazerlerin aşağıdaki avantajları vardır: ① İnsan gözü için 1550 nm lazer ışığına izin verilen maksimum maruz kalma (MPE) daha yüksektir, bu da 1550 nm lazer ışığını aynı enerji ve güce sahip 905 nm lazer ışığına kıyasla insan gözleri için daha güvenli hale getirir; ② 1550 nm lazer ışığı için atmosferik zayıflama katsayısı daha düşüktür, bu da aynı tepe gücüne sahip 1550 nm lazer ışığı için 905 nm lazer ışığına kıyasla daha uzun bir çalışma mesafesiyle sonuçlanır; ③ 1550 nm lazer ışığı, mevcut gece görüş sistemlerinin tepki bandının dışındadır ve daha iyi gizleme sağlar. Bu nedenle, 1550 nm lazer mesafe ölçüm modülleri gelecekteki geliştirme trendidir.

2. Çok darbeli lazer mesafe ölçüm modüllerinin boyutu ve ağırlığı sürekli olarak azaltılıyor.
   Çoklu darbeli lazer mesafe ölçüm modülleri, nişangahlar ve silah nişangahları gibi taşınabilir optoelektronik cihazlara entegre edilmiştir. Boyut, ağırlık ve güç tüketiminin (SWaP) azaltılması devam eden bir temadır. Vectronix, Jenoptik ve Noptel gibi yabancı üreticiler, ağırlıkları yaklaşık 25 g'a düşürülmüş minyatür lazer mesafe ölçüm modülü ürünlerini art arda piyasaya sürdüler.

3. Yeni çok darbeli lazer mesafe ölçüm modülleri sistemi çalışma mesafelerini geliştirmeye devam ediyor. Vectronix'in fiber lazer mesafe ölçüm modülleri ve Flir'in erbiyum cam lazer mesafe ölçüm modülleri 15 km ila 20 km'ye kadar çalışma mesafelerine ve yaklaşık 100 g ağırlığa sahip olup, küçük lazer mesafe ölçüm modüllerinin gelişmiş seviyesini temsil ediyor. ERDI TECH LTD şirketimiz, küresel olarak kısa mesafeler için en hafif (10 g) ve en küçük lazer mesafe ölçer modülünü elde etti.