"Luce" precisa dà forza à bassa quota: i laser in fibra guidanu una nova era di rilevamentu è cartografia

In l'onda di migliurazione di l'industria di l'infurmazione geografica di u rilevamentu è di a cartografia versu l'efficienza è a precisione, i laser à fibra di 1,5 μm stanu diventendu u mutore principale di a crescita di u mercatu in i dui campi principali di u rilevamentu cù veiculi aerei senza pilotu è di u rilevamentu manuale, grazia à a so profonda adattazione à i requisiti di a scena. Cù a crescita esplusiva di applicazioni cum'è u rilevamentu à bassa quota è a cartografia d'emergenza cù droni, è ancu l'iterazione di dispositivi di scansione manuali versu alta precisione è purtabilità, a dimensione di u mercatu mundiale di i laser à fibra di 1,5 μm per u rilevamentu hà superatu 1,2 miliardi di yuan entro u 2024, cù a dumanda di veiculi aerei senza pilotu è dispositivi manuali chì rapprisentanu più di u 60% di u totale, è mantenendu un tassu di crescita mediu annuale di 8,2%. Daretu à questu boom di a dumanda ci hè a risonanza perfetta trà a prestazione unica di a banda di 1,5 μm è i requisiti rigorosi di precisione, sicurezza è adattabilità ambientale in scenarii di rilevamentu.

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1. Panoramica di u produttu

A "Serie Laser à Fibra 1.5um" di Lumispot adotta a tecnulugia di amplificazione MOPA, chì hà una putenza di piccu elevata è una efficienza di cunversione elettro-ottica, un bassu rapportu di rumore ASE è d'effettu non lineare, è una larga gamma di temperature di travagliu, chì a rende adatta per l'usu cum'è fonte di emissione laser LiDAR. In i sistemi di rilevamentu cum'è LiDAR è LiDAR, un laser à fibra di 1.5 μm hè utilizatu cum'è fonte di luce emittente principale, è i so indicatori di prestazione determinanu direttamente a "precisione" è a "ampiezza" di a rilevazione. A prestazione di queste duie dimensioni hè direttamente ligata à l'efficienza è l'affidabilità di i veiculi aerei senza pilota in u rilevamentu di u terrenu, u ricunniscimentu di u bersagliu, u pattugliamentu di e linee elettriche è altri scenarii. Da a perspettiva di e lege di trasmissione fisica è di a logica di trasfurmazione di u signale, i trè indicatori principali di putenza di piccu, larghezza di l'impulsu è stabilità di a lunghezza d'onda sò variabili chjave chì influenzanu a precisione è a gamma di rilevazione. U so mecanismu d'azione pò esse decompostu attraversu tutta a catena di "trasmissione di signale trasmissione atmosferica ricezione di signale di riflessione di u bersagliu".

2 Campi d'applicazione

In u campu di u rilevamentu è di a cartografia aerea senza pilotu, a dumanda di laser à fibra di 1,5 μm hè esplosa per via di a so risoluzione precisa di i punti di dulore in l'operazioni aeree. A piattaforma di veiculi aerei senza pilotu hà limitazioni strette nantu à u vulume, u pesu è u cunsumu energeticu di u payload, mentre chì u disignu strutturale compactu è e caratteristiche di leggerezza di u laser à fibra di 1,5 μm ponu cumpressà u pesu di u sistema radar laser à un terzu di l'equipaggiu tradiziunale, adattendu si perfettamente à vari tipi di mudelli di veiculi aerei senza pilotu cum'è multi rotore è ala fissa. Ancu più impurtante, sta banda si trova in a "finestra d'oru" di a trasmissione atmosferica. In paragone cù u laser 905nm cumunemente adupratu, a so attenuazione di trasmissione hè ridutta di più di u 40% in cundizioni meteorologiche cumplesse cum'è foschia è polvere. Cù una putenza di piccu finu à kW, pò ottene una distanza di rilevazione di più di 250 metri per bersagli cù una riflettività di u 10%, risolvendu u prublema di "visibilità è misurazione di distanza pocu chiare" per i veiculi aerei senza pilotu durante i rilevamenti in zone muntagnose, deserti è altre regioni. À u listessu tempu, e so eccellenti caratteristiche di sicurezza per l'ochji umani - chì permettenu una putenza di piccu più di 10 volte quella di u laser 905nm - permettenu à i droni di operà à bassa altitudini senza a necessità di dispositivi di schermatura di sicurezza supplementari, migliorandu assai a sicurezza è a flessibilità di e zone cù equipaggiu cum'è u rilevamentu urbanu è a cartografia agricula.

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In u campu di u rilevamentu è di a cartografia portatili, a dumanda crescente di laser à fibra di 1,5 μm hè strettamente ligata à e esigenze principali di a purtabilità di i dispositivi è di l'alta precisione. L'attrezzatura di rilevamentu portatile muderna deve equilibrà l'adattabilità à scene cumplesse è a facilità d'usu. U bassu rumore di pruduzzione è l'alta qualità di u fasciu di i laser à fibra di 1,5 μm permettenu à i scanner portatili di ottene una precisione di misurazione à livellu micrometricu, rispondendu à esigenze di alta precisione cum'è a digitalizazione di reliquie culturali è a rilevazione di cumpunenti industriali. Rispetto à i laser tradiziunali di 1,064 μm, a so capacità anti-interferenza hè significativamente migliorata in ambienti esterni cù luce forte. Cumbinatu cù e caratteristiche di misurazione senza cuntattu, pò ottene rapidamente dati di nuvole di punti tridimensionali in scenarii cum'è u restauramentu di edifici antichi è i siti di salvataggio d'emergenza, senza a necessità di preelaborazione di u bersagliu. Ciò chì hè più degne di nota hè chì u so design di imballaggio compactu pò esse integratu in dispositivi portatili chì pesanu menu di 500 grammi, cù una vasta gamma di temperature da -30 ℃ à +60 ℃, adattendusi perfettamente à i bisogni di operazioni multi-scenariu cum'è rilevamenti di campu è ispezioni di officina.

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Da a perspettiva di u so rolu principale, i laser à fibra di 1,5 μm sò diventati un dispositivu chjave per rimodellà e capacità di rilevamentu. In u rilevamentu di veiculi aerei senza pilotu, serve cum'è u "core" di u radar laser, ottenendu una precisione di scala di livellu centimetricu attraversu l'output di impulsi di nanosecondi, furnendu dati di nuvole di punti ad alta densità per a modellazione 3D di u terrenu è a rilevazione di oggetti stranieri di linee elettriche, è migliurendu l'efficienza di u rilevamentu di veiculi aerei senza pilotu di più di trè volte paragunatu à i metudi tradiziunali; In u cuntestu di u rilevamentu naziunale di a terra, a so capacità di rilevazione à longa distanza pò ottene un rilevamentu efficiente di 10 chilometri quadrati per volu, cù errori di dati cuntrullati in 5 centimetri. In u campu di u rilevamentu manuale, permette à i dispositivi di ottene una sperienza operativa "scan and get": in a prutezzione di u patrimoniu culturale, pò catturà accuratamente i dettagli di a struttura superficiale di e reliquie culturali è furnisce mudelli 3D di livellu millimetricu per l'archiviazione digitale; In l'ingegneria inversa, i dati geometrichi di cumpunenti cumplessi ponu esse ottenuti rapidamente, accelerendu l'iterazioni di cuncepimentu di u produttu; In u rilevamentu è a cartografia d'emergenza, cù capacità di trasfurmazione di dati in tempu reale, un mudellu tridimensionale di a zona affettata pò esse generatu in un'ora dopu à i terremoti, l'inundazioni è altri disastri, furnendu un supportu criticu per a presa di decisioni di salvataggio. Da i rilevamenti aerei à grande scala à a scansione precisa di u terrenu, u laser à fibra di 1,5 μm porta l'industria di u rilevamentu in una nova era di "alta precisione + alta efficienza".

3, Vantaghji principali

L'essenza di a portata di rilevazione hè a distanza più luntana à a quale i fotoni emessi da u laser ponu superà l'attenuazione atmosferica è a perdita di riflessione di u bersagliu, è esse sempre catturati da l'estremità ricevente cum'è signali efficaci. I seguenti indicatori di u laser à fibra laser à fonte luminosa di 1,5 μm dominanu direttamente stu prucessu:

① Putenza di piccu (kW): standard 3kW@3ns & 100kHz; U pruduttu aghjurnatu 8kW@3ns & 100kHz hè a "forza motrice principale" di a gamma di rilevazione, chì rapprisenta l'energia istantanea liberata da u laser in un unicu impulsu, è hè u fattore chjave chì determina a forza di i signali à longa distanza. In a rilevazione di droni, i fotoni devenu viaghjà centinaie o ancu migliaia di metri attraversu l'atmosfera, ciò chì pò causà attenuazione per via di a diffusione Rayleigh è l'assorbimentu di l'aerosol (ancu se a banda di 1,5 μm appartene à a "finestra atmosferica", ci hè sempre un'attenuazione inerente). À u listessu tempu, a riflettività di a superficia di u bersagliu (cum'è e differenze in a vegetazione, i metalli è e rocce) pò ancu purtà à a perdita di signale. Quandu a putenza di piccu hè aumentata, ancu dopu à l'attenuazione à longa distanza è a perdita di riflessione, u numeru di fotoni chì ghjunghjenu à l'estremità ricevente pò ancu scuntrà a "soglia di rapportu segnale-rumore", estendendu cusì a gamma di rilevazione - per esempiu, aumentendu a putenza di piccu di un laser à fibra di 1,5 μm da 1 kW à 5 kW, in e stesse cundizioni atmosferiche, a gamma di rilevazione di bersagli di riflettività di u 10% pò esse estesa da 200 metri à 350 metri, risolvendu direttamente u puntu di dulore di "ùn pudè misurà luntanu" in scenarii di sondaggi à grande scala cum'è zone muntagnose è deserti per i droni.

② Larghezza di l'impulsu (ns): regulabile da 1 à 10ns. U pruduttu standard hà una deriva di a temperatura di a larghezza di l'impulsu à piena temperatura (-40~85 ℃) di ≤ 0,5ns; in più, pò ghjunghje à una deriva di a temperatura di a larghezza di l'impulsu à piena temperatura (-40~85 ℃) di ≤ 0,2ns. Questu indicatore hè a "scala di tempu" di a precisione di a distanza, chì rapprisenta a durata di l'impulsi laser. U principiu di calculu di a distanza per a rilevazione di u drone hè "distanza = (velocità di a luce x tempu di andata è ritornu di l'impulsu) / 2", dunque a larghezza di l'impulsu determina direttamente a "precisione di a misurazione di u tempu". Quandu a larghezza di l'impulsu hè ridutta, a "nitidezza di u tempu" di l'impulsu aumenta, è l'errore di timing trà u "tempu di emissione di l'impulsu" è u "tempu di ricezione di l'impulsu riflessu" à a fine di ricezione serà significativamente riduttu.

③ Stabilità di a lunghezza d'onda: in 1pm/℃, a larghezza di a linea à piena temperatura di 0.128nm hè l'"ancora di precisione" sottu à l'interferenza ambientale, è a gamma di fluttuazione di a lunghezza d'onda di uscita laser cù i cambiamenti di temperatura è tensione. U sistema di rilevazione in a banda di lunghezza d'onda di 1.5 μm di solitu usa a tecnulugia di "ricezione di diversità di lunghezza d'onda" o "interferometria" per migliurà a precisione, è e fluttuazioni di a lunghezza d'onda ponu causà direttamente una deviazione di u benchmark di misurazione - per esempiu, quandu un drone funziona à alta quota, a temperatura ambiente pò aumentà da -10 ℃ à 30 ℃. Se u coefficientu di temperatura di a lunghezza d'onda di u laser in fibra di 1.5 μm hè 5pm/℃, a lunghezza d'onda fluttuerà di 200pm, è l'errore di misurazione di a distanza currispundente aumenterà di 0.3 millimetri (derivatu da a formula di currelazione trà a lunghezza d'onda è a velocità di a luce). In particulare in u pattugliamentu di linee elettriche di veiculi aerei senza pilotu, parametri precisi cum'è a piegatura di u filu è a distanza interlinea devenu esse misurati. A lunghezza d'onda instabile pò purtà à una deviazione di i dati è influenzà a valutazione di a sicurezza di a linea; U laser di 1,5 μm chì utilizza a tecnulugia di bloccu di lunghezza d'onda pò cuntrullà a stabilità di a lunghezza d'onda in 1pm/℃, assicurendu una precisione di rilevazione à livellu centimetricu ancu quandu si verificanu cambiamenti di temperatura.

④ Sinergia di l'indicatori: L'"equilibriu" trà a precisione è a portata in i scenarii di rilevazione di i droni attuali, induve l'indicatori ùn agiscenu micca indipindentamente, ma anu piuttostu una relazione collaborativa o restrittiva. Per esempiu, aumentà a putenza di piccu pò allargà a portata di rilevazione, ma hè necessariu cuntrullà a larghezza di l'impulsu per evità una diminuzione di a precisione (un equilibriu di "alta putenza + impulsu strettu" deve esse ottenutu attraversu a tecnulugia di cumpressione di l'impulsi); L'ottimisazione di a qualità di u fasciu pò migliurà simultaneamente a portata è a precisione (a cuncentrazione di u fasciu riduce u sprecu di energia è l'interferenza di misurazione causata da punti luminosi sovrapposti à longhe distanze). U vantaghju di un laser à fibra di 1,5 μm reside in a so capacità di ottene l'ottimisazione sinergica di "alta putenza di piccu (1-10 kW), larghezza di l'impulsu stretta (1-10 ns), alta qualità di u fasciu (M²<1,5) è alta stabilità di a lunghezza d'onda (<1pm/℃)" attraversu e caratteristiche di bassa perdita di i media in fibra è a tecnulugia di modulazione di l'impulsi. Questu permette di ottene una doppia svolta di "longa distanza (300-500 metri) + alta precisione (livello di centimetri)" in a rilevazione di veiculi aerei senza pilota, chì hè ancu a so cumpetitività principale in a sustituzione di i laser tradiziunali di 905 nm è 1064 nm in u rilevamentu di veiculi aerei senza pilota, u salvamentu d'emergenza è altri scenarii.

persunalizabile

✅ Requisiti di deriva di temperatura di larghezza d'impulsu fissa è larghezza d'impulsu

✅ Tipu di output è ramu di output

✅ Rapportu di divisione di i rami di luce di riferimentu

✅ Stabilità di putenza media

✅ Dumanda di lucalizazione


Data di publicazione: 28 d'ottobre di u 2025