Geograafilise teabe mõõdistamise ja kaardistamise tööstuse täiustamise laines efektiivsuse ja täpsuse suunas on 1,5 μm kiudlaserid saamas turu kasvu peamiseks liikumapanevaks jõuks kahes peamises valdkonnas – mehitamata õhusõidukite ja pihuarvutite abil mõõdistamine – tänu nende põhjalikule kohandamisele stseeninõuetega. Selliste rakenduste nagu madala kõrgusega mõõdistamine ja droonide abil hädaolukorra kaardistamine plahvatusliku kasvuga, samuti pihuarvutite skaneerimisseadmete täiustamisega suure täpsuse ja kaasaskantavuse suunas on 1,5 μm kiudlaserite globaalse turu maht mõõdistamises 2024. aastaks ületanud 1,2 miljardit jüaani, kusjuures mehitamata õhusõidukite ja pihuarvutite nõudlus moodustab üle 60% kogumahust ja säilitab keskmise aastase kasvumäära 8,2%. Selle nõudluse buumi taga on ideaalne resonants 1,5 μm sagedusala ainulaadse jõudluse ja rangete täpsus-, ohutus- ja keskkonnanõuete vahel mõõdistamisstsenaariumides.
1. Toote ülevaade
Lumispoti "1,5-um kiudlaserite seeria" kasutab MOPA võimendustehnoloogiat, millel on kõrge tippvõimsus ja elektrooptilise muundamise efektiivsus, madal ASE ja mittelineaarse efekti müra suhe ning lai töötemperatuuri vahemik, mistõttu sobib see kasutamiseks LiDAR-laseri kiirgusallikana. Mõõdistussüsteemides, nagu LiDAR ja LiDAR, kasutatakse 1,5 μm kiudlaserit kiirgava valgusallikana ning selle jõudlusnäitajad määravad otseselt tuvastamise "täpsuse" ja "laiuse". Nende kahe mõõtme jõudlus on otseselt seotud mehitamata õhusõidukite efektiivsuse ja töökindlusega maastikumõõdistamisel, sihtmärkide tuvastamisel, elektriliinide patrullimisel ja muudes stsenaariumides. Füüsikaliste ülekandeseaduste ja signaalitöötlusloogika seisukohast on kolm põhinäitajat - tippvõimsus, impulsi laius ja lainepikkuse stabiilsus - peamised muutujad, mis mõjutavad tuvastamise täpsust ja ulatust. Nende toimemehhanismi saab jagada kogu "signaali edastamise, atmosfääri edastamise, sihtmärgi peegeldumise, signaali vastuvõtmise" ahela ulatuses.
2. Rakendusvaldkonnad
Mehitamata õhust mõõdistamise ja kaardistamise valdkonnas on 1,5 μm kiudlaserite nõudlus plahvatuslikult kasvanud tänu nende täpsele õhuoperatsioonide valupunktide lahendamisele. Mehitamata õhusõiduki platvormil on ranged piirangud kandevõime mahule, kaalule ja energiatarbimisele, samas kui 1,5 μm kiudlaseri kompaktne konstruktsioon ja kerge kaal võimaldavad laserradarisüsteemi kaalu kokku suruda kolmandikuni traditsioonilise seadme kaalust, kohandudes ideaalselt erinevat tüüpi mehitamata õhusõidukimudelitega, nagu mitme rootoriga ja fikseeritud tiivaga. Veelgi olulisem on see, et see sagedusala asub atmosfääriülekande "kuldses aknas". Võrreldes tavaliselt kasutatava 905 nm laseriga väheneb selle ülekande sumbumine keerulistes meteoroloogilistes tingimustes, nagu udu ja tolm, enam kui 40%. Tippvõimsusega kuni kW suudab see saavutada 10% peegeldusvõimega sihtmärkide puhul üle 250 meetri tuvastuskauguse, lahendades mehitamata õhusõidukite "ebaselge nähtavuse ja kauguse mõõtmise" probleemi mägistes piirkondades, kõrbetes ja muudes piirkondades tehtavate mõõdistuste ajal. Samal ajal võimaldavad selle suurepärased inimsilma ohutusfunktsioonid – mis võimaldavad tippvõimsust, mis on enam kui kümme korda suurem kui 905 nm laseril – droonidel töötada madalatel kõrgustel ilma täiendavate ohutuskaitsevahenditeta, parandades oluliselt mehitatud alade, näiteks linnade mõõdistamise ja põllumajanduskaardistamise ohutust ja paindlikkust.
Käeshoitavate mõõdistamise ja kaardistamise valdkonnas on 1,5 μm kiudlaserite kasvav nõudlus tihedalt seotud seadme kaasaskantavuse ja suure täpsuse põhinõuetega. Kaasaegsed käeshoitavad mõõdistamisseadmed peavad tasakaalustama kohanemisvõime keerukate stseenidega ja kasutusmugavuse. 1,5 μm kiudlaserite madal müratase ja kõrge kiirekvaliteet võimaldavad käeshoitavatel skanneritel saavutada mikromeetri tasemel mõõtmistäpsuse, mis vastab sellistele kõrgetele täpsusnõuetele nagu kultuurimälestiste digiteerimine ja tööstuskomponentide tuvastamine. Võrreldes traditsiooniliste 1,064 μm laseritega on selle häiretevastane võime välistingimustes tugeva valguse korral oluliselt paranenud. Koos kontaktivabade mõõtmisomadustega suudab see kiiresti saada kolmemõõtmelisi punktpilveandmeid sellistes stsenaariumides nagu iidsete hoonete restaureerimine ja päästekohad, ilma et oleks vaja sihtmärki eelnevalt töödelda. Veelgi tähelepanuväärsem on see, et selle kompaktse pakendikujunduse saab integreerida alla 500 grammi kaaluvatesse käeshoitavatesse seadmetesse, mille temperatuurivahemik on lai -30 ℃ kuni +60 ℃, mis sobib ideaalselt mitme stsenaariumiga toimingute, näiteks välitööde ja töökodade ülevaatuste, vajadustega.
Oma põhirolli seisukohast on 1,5 μm kiudlaserid muutunud võtmeseadmeks mõõdistamisvõimaluste ümberkujundamisel. Mehitamata õhusõidukite mõõdistamises toimib see laserradari "südamena", saavutades nanosekundilise impulsi väljundi abil sentimeetritasemelise kauguse määramise täpsuse, pakkudes maastiku 3D-modelleerimiseks ja elektriliinide võõrkehade tuvastamiseks suure tihedusega punktpilveandmeid ning parandades mehitamata õhusõidukite mõõdistamise efektiivsust traditsiooniliste meetoditega võrreldes enam kui kolm korda; riikliku maamõõtmise kontekstis võimaldab selle pikamaa-tuvastusvõime saavutada 10 ruutkilomeetri tõhusa mõõdistamise lennu kohta, kusjuures andmevead on kontrollitud 5 sentimeetri piires. Käeshoitavate mõõdistamiste valdkonnas annab see seadmetele võimaluse saavutada "skanni ja hangi" töökogemus: kultuuripärandi kaitses suudab see täpselt jäädvustada kultuurimälestiste pinnatekstuuri detaile ja pakkuda digitaalseks arhiveerimiseks millimeetritasemel 3D-mudeleid; pöördprojekteerimises saab kiiresti hankida keerukate komponentide geomeetrilisi andmeid, kiirendades tootekujunduse iteratsioone; Hädaolukordade mõõdistamise ja kaardistamise puhul saab reaalajas andmetöötlusvõimaluste abil luua kahjustatud piirkonna kolmemõõtmelise mudeli ühe tunni jooksul pärast maavärinaid, üleujutusi ja muid katastroofe, pakkudes olulist tuge päästeotsuste tegemisel. Alates ulatuslikest õhust tehtud uuringutest kuni täpse maapinna skaneerimiseni viib 1,5 μm kiudlaser mõõdistamistööstuse uude "suure täpsuse ja suure efektiivsuse" ajastusse.
3. Põhilised eelised
Tuvastusvahemiku olemus on kaugeim kaugus, mille juures laseri kiiratavad footonid suudavad ületada atmosfääri sumbumise ja sihtmärgi peegelduskao ning vastuvõtja poolt ikkagi efektiivsete signaalidena tabada. Järgmised ereda allikaga laserkiudlaseri 1,5 μm näitajad domineerivad selles protsessis otseselt:
① Tippvõimsus (kW): standard 3kW @ 3ns & 100kHz; Täiustatud toote 8kW @ 3ns & 100kHz on tuvastusvahemiku "põhiline liikumapanev jõud", mis esindab laseri poolt ühe impulsi jooksul vabanevat hetkeenergiat ja on võtmetegur, mis määrab pikamaa signaalide tugevuse. Droonide tuvastamisel peavad footonid läbima atmosfääri sadu või isegi tuhandeid meetreid, mis võib põhjustada Rayleighi hajumise ja aerosooli neeldumise tõttu nõrgenemist (kuigi 1,5 μm sagedusriba kuulub "atmosfääriaknasse", on siiski olemas loomupärane nõrgenemine). Samal ajal võib sihtmärgi pinna peegelduvus (näiteks taimestiku, metallide ja kivimite erinevused) samuti põhjustada signaali kadu. Kui tippvõimsust suurendatakse, isegi pärast pikamaa sumbumist ja peegelduskaotust, võib vastuvõtjasse jõudvate footonite arv siiski vastata "signaali-müra suhte lävele", laiendades seeläbi tuvastusulatust - näiteks suurendades 1,5 μm kiudlaseri tippvõimsust 1 kW-lt 5 kW-le samades atmosfääritingimustes, saab 10% peegeldusvõimega sihtmärkide tuvastusulatust pikendada 200 meetrilt 350 meetrile, lahendades otseselt valupunkti, kus "ei ole võimalik kaugele mõõta" suuremahulistes uuringutes, näiteks mägistes piirkondades ja kõrbetes droonide jaoks.
② Impulsi laius (ns): reguleeritav vahemikus 1 kuni 10 ns. Standardtoote täistemperatuuri (-40~85 ℃) impulsi laiuse temperatuuri triiv on ≤ 0,5 ns; lisaks võib see saavutada täistemperatuuri (-40~85 ℃) impulsi laiuse temperatuuri triivi ≤ 0,2 ns. See indikaator on kauguse täpsuse "aja skaala", mis esindab laserimpulsside kestust. Droonide tuvastamise kauguse arvutamise põhimõte on "kaugus = (valguse kiirus x impulsi edasi-tagasi aeg)/2", seega impulsi laius määrab otseselt "aja mõõtmise täpsuse". Kui impulsi laiust vähendatakse, suureneb impulsi "ajaline teravus" ja ajastusviga "impulsi emissiooni aja" ja "peegeldunud impulsi vastuvõtu aja" vahel vastuvõtupoolel väheneb oluliselt.
③ Lainepikkuse stabiilsus: 1 pm/℃ piires on 0,128 nm täistemperatuuril olev joone laius keskkonnamõjude korral „täpsusankur“ ning laseri väljundlainepikkuse kõikumisvahemik temperatuuri ja pinge muutuste korral. 1,5 μm lainepikkuse vahemiku tuvastussüsteem kasutab täpsuse parandamiseks tavaliselt „lainepikkuse mitmekesisuse vastuvõtu“ või „interferomeetria“ tehnoloogiat ning lainepikkuse kõikumised võivad otseselt põhjustada mõõtmise võrdlusaluse hälvet – näiteks kui droon töötab suurel kõrgusel, võib ümbritseva õhu temperatuur tõusta –10 ℃-lt 30 ℃-ni. Kui 1,5 μm kiudlaseri lainepikkuse temperatuurikoefitsient on 5 pm/℃, kõigub lainepikkus 200 pm võrra ja vastav kauguse mõõtmise viga suureneb 0,3 millimeetri võrra (tuletatud lainepikkuse ja valguse kiiruse vahelisest korrelatsioonivalemist). Eriti mehitamata õhusõidukite elektriliinide patrullimisel on vaja mõõta täpseid parameetreid, nagu traadi läbipaindumine ja liinidevaheline kaugus. Ebastabiilne lainepikkus võib põhjustada andmete hälvet ja mõjutada liinide ohutuse hindamist. Lainepikkuse lukustustehnoloogiat kasutav 1,5 μm laser suudab lainepikkuse stabiilsust kontrollida 1 pm/℃ piires, tagades sentimeetri taseme tuvastamise täpsuse isegi temperatuurimuutuste korral.
4. Indikaatorite sünergia: Täpsuse ja ulatuse „tasakaalustaja“ droonide tuvastamise tegelikes stsenaariumides, kus indikaatorid ei toimi iseseisvalt, vaid neil on pigem koostöö või piirav seos. Näiteks tippvõimsuse suurendamine võib laiendada tuvastusulatust, kuid täpsuse vähenemise vältimiseks on vaja kontrollida impulsi laiust (impulsside kokkusurumise tehnoloogia abil tuleb saavutada tasakaal „suure võimsuse + kitsa impulsi“ vahel); Kiire kvaliteedi optimeerimine võib samaaegselt parandada ulatust ja täpsust (kiire kontsentratsioon vähendab energia raiskamist ja mõõtmishäireid, mis on põhjustatud kattuvatest valguslaikudest pikkadel vahemaadel). 1,5 μm kiudlaseri eelis seisneb võimes saavutada sünergiline optimeerimine „suure tippvõimsuse (1–10 kW), kitsa impulsi laiuse (1–10 ns), kõrge kiire kvaliteedi (M²<1,5) ja kõrge lainepikkuse stabiilsuse (<1pm/℃)“ vahel tänu kiudmaterjali madala kao omadustele ja impulssmodulatsioonitehnoloogiale. See saavutab mehitamata õhusõidukite tuvastamisel kahekordse läbimurde: „pikamaa (300–500 meetrit) + kõrge täpsus (sentimeetri tasemel)“, mis on ka selle peamine konkurentsivõime traditsiooniliste 905 nm ja 1064 nm laserite asendamisel mehitamata õhusõidukite mõõdistamises, päästetöödes ja muudes stsenaariumides.
Kohandatav
✅ Fikseeritud impulsi laiuse ja impulsi laiuse temperatuuri triivi nõuded
✅ Väljundi tüüp ja väljundharu
✅ Võrdlusvalguse harude jagunemise suhe
✅ Keskmine võimsuse stabiilsus
✅ Lokaliseerimise nõudlus
Postituse aeg: 28. okt 2025