کاربرد لیزر و مادون قرمز

در سیستمهای هوشمند، سیستم های ورودی ،چشم وگوش سیستم می باشد که از طریق ان پارامترهای اولیه وارد سیستم هوشمند شده وسپس روی ان پردازش صورت می گیرد. سیستم های رد یاب و یا رادار لیزری می توانند به عنوان حسگرورودی اطلاعات ، برای سیستم هوشمند لیزری باشند.ازاین جهت بسیاراهمیت دارند وبرای یک سیستم هوشمند نقش حیاتی دارند.لذا ما در اینجا روی رادارهای لیزری بحث خواهیم نمود.در حال حاضر لیزر و مادون قرمز در تسلیحات هوشمند استفاده ی فراون دارد ودر سیستم های آفندی وپداوفندی به کار می رود.

رادار لیزری مبحثی است که می تواند از زوایای مختلف مورد توجه و بررسی قرارگیرد این موضوع اساسا شامل پرتو الکترومغنا طیسی است.لیزرهای قابل استفاده برای ما، با طول موج ماورای بنفش کارمی کنند.ودر ناحیه نزدیک به وسط مادون قرمزهستند و می توانند با یک تلسکوب اشعه را به هدف بفرسستند.

اساس کاررادارهای لیزری و رادارهای میکروویو شبیه هم است . رادارلیزری درامر هوا شناسی هم مورد استفاره قرار می گیرد. زیرا ازطول موج های بسیار باریکی استفاده می کند .

لیدارها (LID ARS) عضو اصلی رادارهای لیزری هستند وبلورهای k TA بر ای سیستم های OPOKTA نقش کوک کردن و تولید هارمونیک لیزررا برای مقاصد آشکارسازی بر عهده دارند .

علت به کارگیری رادارلیزر، به جای رادار میکروویو، توانایی ها و بهره دهی بزرگ طول موجهای آن است. که شامل :.توان تاکتیکی وسرعت عملیات سیستم ، کنترل اتوماتیک موشک ، دقت درکنترل ناوبری سفینه یا هواپیما، دقت درکنترل آتش، تشخیص تغییرات کوچک جوی ، مصرف انرژی کم، حجم و وزن کمتر نسبت به رادار میکروویو وخط سیر مستقیم می باشد.

رادارهای لیزری قادر به رهگیری دقیق وسریع تجهیزات پرنده ازجمله هواپیماهای پنهان کارمی باشند .که این ویژگی باعث توجه بیشتر به آنها شده است. همچنین آنها می توانند کوچکترین تجهیزات پرنده را ازجمله هواپیماهای RPV را به راحتی رهگیری وروی آنها اعمال آتش نمایند.

تجهیزات وگیرنده های IR که در این رادارها وجود داشته، با دقت بسیار زیاد وهزینه های نسبتا کم ماموریت های خود را انجام می دهند .این سیستم ها با استفاده از سنسورهای اپتیکی و سنسورهای مادون قرمزکلیه اطلاعات مربوط به هدف از جمله مسافت، میزان انعکاس ، دما، زاویه ی سمت پایین وسمت بالا را شناسایی کرده وبا سیستم هوشمند خودهویت آن را تشخیص داده ومقصد ان رامشخص می کندوبا محاسبه نیروی لازم برای تدافع به مقابله با ان می پردازند.

یک رادار لیزری شامل یک لیزر، دستگاه موازی ساز (جهت باریک سازی لیزر) ودریچه عبورتپ های نوری، یک آینه ی مقعر جهت جمع آوری نور بازتابیده از هدف، یک صافی برای جلوگیری از ورود تابش های مزاحم و یا آثار تداخلی، یک دستگاه تکثیرکننده ی الکترونیکی (یا لامپ فوتو مولتی پلایر)برای تبدیل نوسا نات الکترومغناطیسی به جربان الکتریکی ویک تقویت کننده ی نوسانات الکتریکی می باشد .

یک نمونه از رادارهای لیزری قادر به تفکیک دو شی واقع در فاصله 10 کیلومتری رادار وبه فاصله ی 3 متر از یکدیگر است .قدرت پوشش این رادار در شرایط مساعد جوی حدود 15 تا 30 کیلومتر است .وتپ هایی به طول003 /0 با توان 2کیلو وات از خود گسیل می کنند . تحقیقات انجام شده جهت دست یا بی به قدرت های تفکیک بالاتر ،حاکی از ان است که با میانگین توان 70کیلووات می توان فاصله ی بین دو موشک به اندازه ی 6 متر وبه فاصله ی 160000 کیلومتری رادار را با دقتی برابر 1/6 کیلومتر تعیین کرد.

در شرایطی که سیستمIR غیر فعال به پرتوهای گسیل یافته از هدف وخصوصیت حرارتی هدف وابسته ، سیستم رادار لیزری به خاصیت بازتابندگی هدف و اطلاعات مربوط به آن بستگی دارد .

معادله ی برد سیستم رادارلیزری بیان می کند که، انرژی دریافت شده در اثر عمل انرژی فرستنده ، واگرایی بیم خروجی رادار، فاصله از فرستنده، خصوصیت بازتابندگی هدف، فاصله ازگیرنده، پسماند اتمسفری و انتقال نوری ، ومجموعه ی روزنه گیرنده می باشد.

عامل آشکار سازی در گیرنده این سیستم ها ،به قانون تابش جسم سیاه بستگی دارد آشکارسازی غیرهمدوس گیرنده در طول موج های نوری شبیه به یک گیرنده رادیومتر و یدیو است (یک لفاف و پوشش اشکار سازدر طول موج های میکروویو است .)به هرحال گیرنده های نوری یک ترم اظافی در کنار ترم سیگنال دارد ،P انری پشت زمینه P،برای سیگنال های نا مطلوب ،انعکاسات یا رعد برق های ابرها و یا نور افشانی ، به کار می رود.

سیگنال دریافتی با این منابع نویزها مقابله می کند . توان نوری دریافتی بعد از گذشتن از فیلترهای مناسب در آشکارساز نوری به کار گرفته می شود. سپس قانون میدان آشکار سازی به وجود می اید که حاصل آن یک پهنای باند سیگنال الکتریکی ویدیوئی است.

آشکارسازی همدوس گیرنده شبیه به آشکارسازی غیرهمدوس است ،به هرحال بخشی ازسیگنال لیزر (F) به وسیله ی باریک نمودن بیم آشکارساز نوری تطبیق پیدا می کند . در نتیجه، اشکارساز نوری یک نیروی نوسان کننده موضعی دارد (P) و علاوه بر این نیروی سیگنال در یافت شده ،P،و ترمهای زمینه پشت در حال مقابله ورقابت را نیز دارد (P )

مهدی نوراله زاده اصغر سعادتیان

کاربرد لیزر و مادون قرمز در سیستمهای دفاعی هوشمند

انتشارات دقیق و ثابت برای لیزر ها، یک عمل حساس از طول موج وشرایط جوی است .لیزرهایی که مورد استفاده قرار می گیرند در طول موج های ماورای بنفش ، قابل مشاهده ،نزدیک اشعه مادون قرمز،وسط اشعه مادن قرمز ،و بدور از اشعه مادن قرمز، جائیکه پدیده پنجره ی اتمسفری به وجود می اید کار می کند ، نزدیک شدن طیف الکترومغناطیسی از موج باندهای رادار به موج لیزر باعث می گردد که اولین روزنه اتمسفری که اجازه ی عبور انتشارات را می دهد باند های بین 8تا 14میکرومتر باشد .با ادامه ی دادن نکات قبلی، اتمسفر تغیرات شدیدی ندارد تا زمانی که باند موج اشعه مادون قرمز بین 3تا 5 میکرومتر قرار بگیرد .جذب و ربایشی که در اتمسفر صورت می گیرد باعث می شود انتقال امواج در باندهای وسط و دور از مادون قرمز صورت گیرد که علت اساسی این جذب اتمسفر،مواد تشکیل دهنده ان مانند ، ازن،بخار، دی اکسید کربن می باشد .

در ادامه این راستا روزنه های بعدی اتمسقری در ناحیه تزدیک IR از 7/0 تا 5/2 میکرومتر رخ می دهد

که بعد از ناحیه مرثی می با شد .وقتی این باند های کوچکتر مورد استفاده قرارمی گیرند ابهام و رقیق شدن به وسیله ذرات معلق و موجود در اتمسفر صورت می گیرد که یکی از موضوعات اصلی است .

در باند موج های قابل دید، جائیکه لیزر یاقوتی کار می کند (میکرومتر69/ 0) شرایط دید در یک روز روشن 15کیلومتر می رساند که نظیر کم شدن یک دسی بل بر کیلومتر فرمول وجود مه در اتمسفر میدان دید را به3 دسی بل بر 3 کیلومتر می رساند که نظیر کم شدن انرژی موجود به مقدار فرمول می باشد. می بینیم که اهنگ کم شدن افزایش یافته است. وقتی طول موج به06 /1 میکرومتر برسد(که با لیزر YAGمرتبط می با شد)دیده می شود که این شرایط ، نسبت به ان طول موج هایی که در ناحیه مرثی باشند افت کمتری تولید می کند. علاوه بر این با حرکت به سمت وسط مادون قرمزدرطول موج های 84 /3 میکرومتر سبب می شود که فقط در محیط مه ، افت داشته باشیم .

با حرکت به سوی طول موج های دور از مادون قرمز درحدود میکرومتر افت در محیط مه به 06 / 1 می رسد .برتری و تسلط مکانیزم افت در این ناحیه به وسیله جذب HO صورت مي گيرد. زیرا اين عمليات فشار ارتفاع متوسط و استوايي (گرمسيري) وگرمای محیط موثر است .داده های مک الماتی نشان می دهد که در محیط های گرمسیری مقدار افت سیستم در جو8 /2 دسی بل بر کیلومتراست . که نظیر وایستگی عملکرد سیستم در محیط های مه و بارانی می باشد .

عامل آشکار سازی در گیرنده این سیستم ها ،به قانون تابش جسم سیاه بستگی دارد. آشکارسازی غیرهمدوس گیرنده در طول موج های نوری شبیه به یک گیرنده رادیومتر و یدیو است (یک لفاف و پوشش اشکار سازدر طول موج های میکروویو است .)به هرحال گیرنده های نوری یک ترم اظافی در کنار ترم سیگنال دارد ،P انری پشت زمینه P،برای سیگنال های نا مطلوب ،انعکاسات یا رعد برق های ابرها و یا نور افشانی ، به کار می رود .

سیگنال دریافتی با این منابع نویزها مقابله می کند . توان نوری دریافتی بعد از گذشتن از فیلترهای مناسب در آشکارساز نوری به کار گرفته می شود. سپس قانون میدان آشکار سازی به وجود می اید که حاصل آن یک پهنای باند سیگنال الکتریکی ویدیوئی است.

آشکارسازی همدوس گیرنده شبیه به آشکارسازی غیرهمدوس است ،به هرحال بخشی ازسیگنال لیزر (F) به وسیله ی باریک نمودن بیم آشکارساز نوری تطبیق پیدا می کند . در نتیجه، اشکارساز نوری یک نیروی نوسان کننده موضعی دارد (P) و علاوه بر این نیروی سیگنال در یافت شده ،P،و ترمهای زمینه پشت در حال مقابله ورقابت را نیز دارد (P ).

مهدی نوراله زاده اصغر سعادتیان

کاربرد لیزر و مادون قرمز در سیستم های دفاعی هوشمند

انتشارات دقیق و ثابت برای لیزر ها، یک عمل حساس از طول موج وشرایط جوی است .لیزرهایی که مورد استفاده قرار می گیرند در طول موج های ماورای بنفش ، قابل مشاهده ،نزدیک اشعه مادون قرمز،وسط اشعه مادن قرمز ،و بدور از اشعه مادن قرمز، جائیکه پدیده پنجره ی اتمسفری به وجود می اید کار می کند ، نزدیک شدن طیف الکترومغناطیسی از موج باندهای رادار به موج لیزر باعث می گردد که اولین روزنه اتمسفری که اجازه ی عبور انتشارات را می دهد باند های بین 8تا 14میکرومتر باشد .با ادامه ی دادن نکات قبلی، اتمسفر تغیرات شدیدی ندارد تا زمانی که باند موج اشعه مادون قرمز بین 3تا 5 میکرومتر قرار بگیرد .جذب و ربایشی که در اتمسفر صورت می گیرد باعث می شود انتقال امواج در باندهای وسط و دور از مادون قرمز صورت گیرد که علت اساسی این جذب اتمسفر،مواد تشکیل دهنده ان مانند ، ازن،بخار، دی اکسید کربن می باشد .

در ادامه این راستا روزنه های بعدی اتمسقری در ناحیه تزدیک IR از 7/0 تا 5/2 میکرومتر رخ می دهد

که بعد از ناحیه مرثی می با شد .وقتی این باند های کوچکتر مورد استفاده قرارمی گیرند ابهام و رقیق شدن به وسیله ذرات معلق و موجود در اتمسفر صورت می گیرد که یکی از موضوعات اصلی است .

در باند موج های قابل دید، جائیکه لیزر یاقوتی کار می کند (میکرومتر69/ 0) شرایط دید در یک روز روشن 15کیلومتر می رساند که نظیر کم شدن یک دسی بل بر کیلومتر فرمول وجود مه در اتمسفر میدان دید را به3 دسی بل بر 3 کیلومتر می رساند که نظیر کم شدن انرژی موجود به مقدار فرمول می باشد. می بینیم که اهنگ کم شدن افزایش یافته است. وقتی طول موج به06 /1 میکرومتر برسد(که با لیزر YAGمرتبط می با شد)دیده می شود که این شرایط ، نسبت به ان طول موج هایی که در ناحیه مرثی باشند افت کمتری تولید می کند. علاوه بر این با حرکت به سمت وسط مادون قرمزدرطول موج های 84 /3 میکرومتر سبب می شود که فقط در محیط مه ، افت داشته باشیم .

با حرکت به سوی طول موج های دور از مادون قرمز درحدود میکرومتر افت در محیط مه به 06 / 1 می رسد .برتری و تسلط مکانیزم افت در این ناحیه به وسیله جذب HO صورت مي گيرد. زیرا اين عمليات فشار ارتفاع متوسط و استوايي (گرمسيري) وگرمای محیط موثر است .داده های مک الماتی نشان می دهد که در محیط های گرمسیری مقدار افت سیستم در جو8 /2 دسی بل بر کیلومتراست . که نظیر وایستگی عملکرد سیستم در محیط های مه و بارانی می باشد .

مهدی نوراله زاده اصغر سعادتیان

ليزرهای فيبری

ليزرهاي فيبري آلائيده با يونهاي زميني نادرابتدا در سالهاي 1960 و پس از ارائه ليزرهاي ديودي توان بالا بصورت جدي تري در سالهاي 1985 مطرح گرديدند. اين ليزررها كاربردهاي فراواني را در بخشهاي متفاوتي از قبيل ارتباطات نوري؛ حسگري؛ پردازش مواد؛ پزشكي؛ و تحقيقاتي يافته اند. محصور شدگي اپتيكي؛ بواسطه وجود فيبر و خواص ليزري مناسب يونهاي زميني نادر؛ به عنوان ماده فعال ليزري؛ راندمان اين دسته از ليزرها را بسيار افزايش داده است. توان استانه اين ليزرها ميتواند بسيار پائين؛ در حد صد ميكرو وات؛ باشد و خروجي اين ليزرها تا حد چندين كيلو وات نيز گزارش شده است.

گذارهاي ليزري متفاوت موجود در يونهاي زميني نادر بانها توانائي ايجاد خروجي در يك بازه وسيع؛ از ماورائ بنفش تا مادون قرمز وسط را مي دهد. اين ليزرها بعنوان يك جايگزين جدي براي ليزرهاي حالت جامد معمولي مطرح ميباشند. از جمله دلايل اين جايگزيني ميتوان به راندمان بسيار بالاتر؛ حجم و وزن كمتر؛ و قيمت پائين تر اين سيستمها اشاره نمود. هم چنين اين ليزرها در برخي بخشها با ليزرهاي نيمه هادي رقابت مي كنند. در اين ليزرها ماده فعال بصورت ناخالصي در درون يك فيبر آلائيده شده است. اين آلائيدگي ميتواند در مغزه و يا در غلاف فيبر قرار گيرد. از جمله مواد مورد استفاده بعنوان ماده فعال ليزري در ليزرهاي فيبري ميتوان از نئوديميوم؛ اربيوم؛ و ايتربيوم را نام برد.

رضا مسعودي

پژوهشكده ليزر؛ دانشگاه شهيد بهشتي

روش ليزر مستقيم

در اين روش، اطلاعات تصوير از طريق انرژي حرارتي حاصل از ضربه پرتو ليزر، مستقيماً به لايه روي منتقل مي‌شود.

ضربان پرتو ليزر با سرعتي تا هفتاد هزار بار در ثانيه، باعث تبخير نقطه‌اي فلز روي و ايجاد حفره مي‌گردد.
براي دقت عمل و استمرار آن، مواد زايد عمليات، توسط گردش هواي پيش‌بيني شده‌ از محيط كار به فيلتر غبارزدايي، منتقل مي‌گردند.

با استفاده از روش سيلندرسازي ليزري بدون تماس احتمال هر گونه خوردگي ابزار از بين رفته و امكان تكرارپذيري بي‌نقص افزايش مي‌يابد.
 

آماده‌سازی و پردازش داده‌ها

روش ليزر مستقيم در گستره وسيعي از محيط‌هاي اطلاعاتي قابل اجرا بوده و با انواع فرمت‌ها مانند،PS، PDF يا TIFF سازگار مي‌باشد.

پردازش نهايي جهت حكاكي، پس از مرحله تفكيك رنگ انجام مي‌پذيرد و براي كسب نتيجه بهتر از انتقال بي‌واسطه، تمامي داده‌ها بايد به صورت ديجيتال قابل حصول باشند. حكاكي حفره‌هاي گرد در مرحله ترام‌گذاري، امكان استفاده از زواياي متنوع‌ را مقدور مي‌سازد و از تطابق فاصله رديف‌هاي مجاور، زوايا مشخص مي‌گردند.

مجموعه‌اي از عدسي‌هاي قابل تنظيم، دستيابي به ريزنگاري (رزولوشن) مابين 70 تا 400 خط بر سانتي‌متر را ميسر مي‌سازد. (178 تا 1016 خط بر اينچ).