水下通信激光器的基本要求是激光器的输出波长为532nm,因为海水的低损耗窗为0.46nm〜0.54nm,脉冲峰值能量应大于200mJ,脉冲宽度一般为10ns〜20ns,重复频率约为50Hz,发散角越小越好,一般小于0.1mrad,激光光斑尽可能均匀。具有光电调Q的532nm Nd:YAG激光器可以应用于这些方面。
设备的主要组件有:
它用于产生1064 nm的激光,以提供基本光以产生532 nm的激光。增益介质Nd:YAG是立方晶体,光学各向同性,Nd3+离子掺杂浓度为1.0%。
为了获得高峰值功率,有必要通过Q开关技术将能量集中到一个脉冲中。LiNbO3具有较大的电光系数,较大的声光系数和良好的非线性性能。它广泛用于光调节器和波导材料基板以及Nd激光器的Q开关。不溶于水,不易潮解,不需要密封贮存,传输损耗低,化学机械性能稳定。
镜面——M1 –1064nm全反射膜镀在电光晶体附近。M2 –1064nm输出镜。M3 –45°反射镜。
使用倍频的Q开关锁模Nd:YAG激光器,每秒可产生35 532 nm脉冲。在一般水域中,三维方向的实验结果高于6 135 mm;在深水池中,实验获得的距离分辨率为91144m,横向分辨率约为6135mm,并且该距离分辨率受调Q激光器9ns脉冲宽度的限制。
距离选通技术利用脉冲激光和频闪照相机通过脉冲发射和成像时间将不同距离的散射光与目标场景的反射光分开,从而使从目标场景反射的辐射脉冲到达摄像机并成像在相机闪光灯开启时间内。大多数水下距离门控成像系统和其他三维水下成像系统都使用闪光灯泵浦Nd:YAG激光器。该设备技术成熟,成本低廉,输出波长为1106Lm。倍频后,可获得532nm的绿光。目前,平均功率可以达到几十瓦,工作距离可以达到几公里。
基于可见光的水下通信技术具有通信速率高,成本低,仪器紧凑,易于集成,保密性好的优点。由于激光调制的高调制速率和高的单脉冲能量,水下可见光通信可以实现更高的通信速率和更宽的通信带宽。
发表回复