'Golau' cywir yn grymuso uchder isel: mae laserau ffibr yn arwain oes newydd o arolygu a mapio

Yn y don o uwchraddio'r diwydiant gwybodaeth ddaearyddol arolygu a mapio tuag at effeithlonrwydd a chywirdeb, mae laserau ffibr 1.5 μ m yn dod yn brif rym gyrru ar gyfer twf y farchnad yn y ddau brif faes sef arolygu cerbydau awyr di-griw ac arolygu â llaw, diolch i'w haddasiad dwfn i ofynion y lleoliad. Gyda thwf ffrwydrol cymwysiadau fel arolygu uchder isel a mapio brys gan ddefnyddio dronau, yn ogystal ag ailadrodd dyfeisiau sganio â llaw tuag at gywirdeb a chludadwyedd uchel, mae maint marchnad fyd-eang laserau ffibr 1.5 μ m ar gyfer arolygu wedi rhagori ar 1.2 biliwn yuan erbyn 2024, gyda'r galw am gerbydau awyr di-griw a dyfeisiau â llaw yn cyfrif am dros 60% o'r cyfanswm, ac yn cynnal cyfradd twf flynyddol gyfartalog o 8.2%. Y tu ôl i'r ffyniant galw hwn mae'r cyseiniant perffaith rhwng perfformiad unigryw'r band 1.5 μ m a'r gofynion llym ar gyfer cywirdeb, diogelwch ac addasrwydd amgylcheddol mewn senarios arolygu.

001

1、 Trosolwg o'r Cynnyrch

Mae "Cyfres Laser Ffibr 1.5um" Lumispot yn mabwysiadu technoleg ymhelaethu MOPA, sydd â phŵer brig uchel ac effeithlonrwydd trosi electro-optegol, cymhareb sŵn effaith ASE ac anlinellol isel, ac ystod tymheredd gweithio eang, gan ei gwneud yn addas i'w ddefnyddio fel ffynhonnell allyriadau laser LiDAR. Mewn systemau arolygu fel LiDAR a LiDAR, defnyddir laser ffibr 1.5 μ m fel y ffynhonnell golau allyriadau craidd, ac mae ei ddangosyddion perfformiad yn pennu "cywirdeb" a "lled" y canfod yn uniongyrchol. Mae perfformiad y ddau ddimensiwn hyn yn uniongyrchol gysylltiedig ag effeithlonrwydd a dibynadwyedd cerbydau awyr di-griw mewn arolygu tirwedd, adnabod targedau, patrôl llinell bŵer a senarios eraill. O safbwynt deddfau trosglwyddo ffisegol a rhesymeg prosesu signalau, mae'r tri dangosydd craidd o bŵer brig, lled pwls, a sefydlogrwydd tonfedd yn newidynnau allweddol sy'n effeithio ar gywirdeb ac ystod canfod. Gellir dadelfennu eu mecanwaith gweithredu trwy'r gadwyn gyfan o "derbyniad signal adlewyrchiad targed trosglwyddo atmosfferig".

2. Meysydd Cais

Ym maes arolygu a mapio awyr di-griw, mae'r galw am laserau ffibr 1.5 μ m wedi ffrwydro oherwydd eu datrysiad manwl gywir o bwyntiau poen mewn gweithrediadau awyr. Mae gan y platfform cerbydau awyr di-griw gyfyngiadau llym ar gyfaint, pwysau a defnydd ynni'r llwyth tâl, tra gall dyluniad strwythurol cryno a nodweddion ysgafn y laser ffibr 1.5 μ m gywasgu pwysau'r system radar laser i draean o offer traddodiadol, gan addasu'n berffaith i wahanol fathau o fodelau cerbydau awyr di-griw fel aml-rotor ac adain sefydlog. Yn bwysicach fyth, mae'r band hwn wedi'i leoli yn "ffenestr aur" trosglwyddiad atmosfferig. O'i gymharu â'r laser 905nm a ddefnyddir yn gyffredin, mae ei wanhad trosglwyddo yn cael ei leihau mwy na 40% o dan amodau meteorolegol cymhleth fel niwl a llwch. Gyda phŵer brig hyd at kW, gall gyflawni pellter canfod o fwy na 250 metr ar gyfer targedau gydag adlewyrchedd o 10%, gan ddatrys problem "gwelededd aneglur a mesur pellter" ar gyfer cerbydau awyr di-griw yn ystod arolygon mewn ardaloedd mynyddig, anialwch a rhanbarthau eraill. Ar yr un pryd, mae ei nodweddion diogelwch llygad dynol rhagorol - sy'n caniatáu pŵer brig sydd fwy na 10 gwaith yn fwy na laser 905nm - yn galluogi dronau i weithredu ar uchderau isel heb yr angen am ddyfeisiau cysgodi diogelwch ychwanegol, gan wella diogelwch a hyblygrwydd ardaloedd â chriw fel arolygu trefol a mapio amaethyddol yn fawr.

0012

Ym maes arolygu a mapio llaw, mae'r galw cynyddol am laserau ffibr 1.5 μ m yn gysylltiedig yn agos â gofynion craidd cludadwyedd dyfeisiau a chywirdeb uchel. Mae angen i offer arolygu llaw modern gydbwyso addasrwydd i olygfeydd cymhleth a rhwyddineb gweithredu. Mae allbwn sŵn isel ac ansawdd trawst uchel laserau ffibr 1.5 μ m yn galluogi sganwyr llaw i gyflawni cywirdeb mesur lefel micromedr, gan fodloni gofynion manwl uchel fel digideiddio gweddillion diwylliannol a chanfod cydrannau diwydiannol. O'i gymharu â laserau 1.064 μ m traddodiadol, mae ei allu gwrth-ymyrraeth wedi'i wella'n sylweddol mewn amgylcheddau golau cryf awyr agored. Ynghyd â nodweddion mesur di-gyswllt, gall gael data cwmwl pwynt tri dimensiwn yn gyflym mewn senarios fel adfer adeiladau hynafol a safleoedd achub brys, heb yr angen am ragbrosesu targedau. Yr hyn sy'n fwy nodedig yw y gellir integreiddio ei ddyluniad pecynnu cryno i ddyfeisiau llaw sy'n pwyso llai na 500 gram, gydag ystod tymheredd eang o -30 ℃ i +60 ℃, gan addasu'n berffaith i anghenion gweithrediadau aml-senario fel arolygon maes ac archwiliadau gweithdy.

0013

O safbwynt ei rôl graidd, mae laserau ffibr 1.5 μ m wedi dod yn ddyfais allweddol ar gyfer ail-lunio galluoedd arolygu. Mewn arolygu cerbydau awyr di-griw, mae'n gwasanaethu fel "calon" y radar laser, gan gyflawni cywirdeb amrediad lefel centimetr trwy allbwn pwls nanoeiliad, gan ddarparu data cwmwl pwynt dwysedd uchel ar gyfer modelu tir 3D a chanfod gwrthrychau tramor llinell bŵer, a gwella effeithlonrwydd arolygu cerbydau awyr di-griw fwy na thair gwaith o'i gymharu â dulliau traddodiadol; Yng nghyd-destun arolwg tir cenedlaethol, gall ei allu canfod pellter hir gyflawni arolygu effeithlon o 10 cilomedr sgwâr fesul hediad, gyda gwallau data yn cael eu rheoli o fewn 5 centimetr. Ym maes arolygu llaw, mae'n grymuso dyfeisiau i gyflawni profiad gweithredol "sganio a chael": mewn diogelu treftadaeth ddiwylliannol, gall ddal manylion gwead arwyneb creiriau diwylliannol yn gywir a darparu modelau 3D lefel milimetr ar gyfer archifo digidol; Mewn peirianneg gwrthdro, gellir cael data geometrig cydrannau cymhleth yn gyflym, gan gyflymu iteriadau dylunio cynnyrch; Mewn arolygu a mapio brys, gyda galluoedd prosesu data amser real, gellir cynhyrchu model tri dimensiwn o'r ardal yr effeithir arni o fewn awr ar ôl i ddaeargrynfeydd, llifogydd a thrychinebau eraill ddigwydd, gan ddarparu cefnogaeth hanfodol ar gyfer gwneud penderfyniadau achub. O arolygon awyr ar raddfa fawr i sganio tir manwl gywir, mae'r laser ffibr 1.5 μ m yn gyrru'r diwydiant arolygu i oes newydd o "gywirdeb uchel + effeithlonrwydd uchel".

3, Manteision craidd

Hanfod yr ystod canfod yw'r pellter pellaf y gall y ffotonau a allyrrir gan y laser oresgyn gwanhad atmosfferig a cholli adlewyrchiad targed, a dal i gael eu dal gan y pen derbyn fel signalau effeithiol. Mae'r dangosyddion canlynol o'r laser ffynhonnell llachar laser ffibr 1.5 μ m yn dominyddu'r broses hon yn uniongyrchol:

① Pŵer brig (kW): safonol 3kW@3ns a 100kHz; Cynnyrch wedi'i uwchraddio 8kW@3ns a 100kHz yw "grym gyrru craidd" yr ystod canfod, gan gynrychioli'r ynni ar unwaith a ryddheir gan y laser o fewn un pwls, a dyma'r ffactor allweddol sy'n pennu cryfder signalau pellter hir. Wrth ganfod drôn, mae angen i ffotonau deithio cannoedd neu hyd yn oed filoedd o fetrau drwy'r atmosffer, a all achosi gwanhad oherwydd gwasgariad Rayleigh ac amsugno aerosol (er bod y band 1.5 μ m yn perthyn i'r "ffenestr atmosfferig", mae gwanhad cynhenid ​​​​o hyd). Ar yr un pryd, gall adlewyrchedd arwyneb y targed (megis gwahaniaethau mewn llystyfiant, metelau a chreigiau) hefyd arwain at golli signal. Pan gynyddir y pŵer brig, hyd yn oed ar ôl gwanhau pellter hir a cholli adlewyrchiad, gall nifer y ffotonau sy'n cyrraedd y pen derbyn barhau i fodloni'r "trothwy cymhareb signal-i-sŵn", a thrwy hynny ymestyn yr ystod canfod - er enghraifft, trwy gynyddu pŵer brig laser ffibr 1.5 μ m o 1kW i 5kW, o dan yr un amodau atmosfferig, gellir ymestyn yr ystod canfod o dargedau adlewyrchiad 10% o 200 metr i 350 metr, gan ddatrys yn uniongyrchol y pwynt poen o "beidio â mesur yn bell" mewn senarios arolwg ar raddfa fawr fel ardaloedd mynyddig ac anialwch ar gyfer dronau.

② Lled pwls (ns): addasadwy o 1 i 10ns. Mae gan y cynnyrch safonol ddrifft tymheredd lled pwls tymheredd llawn (-40~85 ℃) o ≤ 0.5ns; ymhellach, gall gyrraedd drifft tymheredd lled pwls tymheredd llawn (-40~85 ℃) o ≤ 0.2ns. Y dangosydd hwn yw'r "raddfa amser" ar gyfer cywirdeb pellter, sy'n cynrychioli hyd y pwls laser. Egwyddor cyfrifo pellter ar gyfer canfod drôn yw "pellter=(cyflymder golau x amser taith gron pwls)/2", felly mae lled y pwls yn pennu'r "cywirdeb mesur amser" yn uniongyrchol. Pan fydd lled y pwls yn cael ei leihau, mae "minder amser" y pwls yn cynyddu, a bydd y gwall amseru rhwng yr "amser allyrru pwls" a'r "amser derbyn pwls adlewyrchol" ar y pen derbyn yn cael ei leihau'n sylweddol.

③ Sefydlogrwydd tonfedd: o fewn 1pm/℃, lled y llinell ar dymheredd llawn o 0.128nm yw'r "angor cywirdeb" o dan ymyrraeth amgylcheddol, ac mae ystod amrywiad tonfedd allbwn laser yn newid gyda newidiadau tymheredd a foltedd. Mae'r system ganfod yn y band tonfedd 1.5 μ m fel arfer yn defnyddio technoleg "derbyniad amrywiaeth tonfedd" neu "ymyrraeth" i wella cywirdeb, a gall amrywiadau tonfedd achosi gwyriad meincnod mesur yn uniongyrchol - er enghraifft, pan fydd drôn yn gweithio ar uchder uchel, gall y tymheredd amgylchynol godi o -10 ℃ i 30 ℃. Os yw cyfernod tymheredd tonfedd y laser ffibr 1.5 μ m yn 5pm/℃, bydd y donfedd yn amrywio 200pm, a bydd y gwall mesur pellter cyfatebol yn cynyddu 0.3 milimetr (yn deillio o'r fformiwla gydberthynas rhwng tonfedd a chyflymder golau). Yn enwedig mewn patrôl llinell bŵer cerbydau awyr di-griw, mae angen mesur paramedrau manwl fel sagio gwifren a phellter rhwng llinellau. Gall tonfedd ansefydlog arwain at wyriad data ac effeithio ar asesiad diogelwch llinell; Gall y laser 1.5 μ m sy'n defnyddio technoleg cloi tonfedd reoli sefydlogrwydd tonfedd o fewn 1pm/℃, gan sicrhau cywirdeb canfod lefel centimetr hyd yn oed pan fydd newidiadau tymheredd yn digwydd.

④ Synergedd dangosyddion: Y "cydbwysydd" rhwng cywirdeb ac ystod mewn senarios canfod drôn gwirioneddol, lle nad yw dangosyddion yn gweithredu'n annibynnol, ond yn hytrach mae ganddynt berthynas gydweithredol neu gyfyngol. Er enghraifft, gall cynyddu pŵer brig ymestyn yr ystod canfod, ond mae angen rheoli lled y pwls i osgoi gostyngiad mewn cywirdeb (mae angen cyflawni cydbwysedd o "bŵer uchel + pwls cul" trwy dechnoleg cywasgu pwls); Gall optimeiddio ansawdd y trawst wella ystod a chywirdeb ar yr un pryd (mae crynodiad y trawst yn lleihau gwastraff ynni ac ymyrraeth fesur a achosir gan smotiau golau sy'n gorgyffwrdd ar bellteroedd hir). Mae mantais laser ffibr 1.5 μ m yn gorwedd yn ei allu i gyflawni optimeiddio synergaidd o "bŵer brig uchel (1-10 kW), lled pwls cul (1-10 ns), ansawdd trawst uchel (M ² <1.5), a sefydlogrwydd tonfedd uchel (<1pm / ℃)" trwy nodweddion colled isel cyfryngau ffibr a thechnoleg modiwleiddio pwls. Mae hyn yn cyflawni datblygiad deuol o "bellter hir (300-500 metr) + manylder uchel (lefel centimetr)" mewn canfod cerbydau awyr di-griw, sydd hefyd yn ei gystadleurwydd craidd wrth ddisodli laserau traddodiadol 905nm a 1064nm mewn arolygu cerbydau awyr di-griw, achub brys a senarios eraill.

Addasadwy

✅ Gofynion drifft tymheredd lled pwls sefydlog a lled pwls

✅ Math allbwn a changen allbwn

✅ Cymhareb hollti canghennau golau cyfeirio

✅ Sefydlogrwydd pŵer cyfartalog

✅ Galw am leoleiddio


Amser postio: Hydref-28-2025