În valul modernizării industriei informațiilor geografice de topografie și cartografiere către eficiență și precizie, laserele cu fibră de 1,5 μm devin principala forță motrice pentru creșterea pieței în cele două domenii majore: topografie cu vehicule aeriene fără pilot și topografie portabilă, datorită adaptării lor profunde la cerințele scenei. Odată cu creșterea explozivă a aplicațiilor precum topografie la joasă altitudine și cartografiere de urgență cu ajutorul dronelor, precum și cu iterația dispozitivelor de scanare portabile către o precizie și portabilitate ridicate, dimensiunea pieței globale a laserelor cu fibră de 1,5 μm pentru topografie a depășit 1,2 miliarde de yuani până în 2024, cererea de vehicule aeriene fără pilot și dispozitive portabile reprezentând peste 60% din total și menținând o rată medie anuală de creștere de 8,2%. În spatele acestei explozii a cererii se află rezonanța perfectă dintre performanța unică a benzii de 1,5 μm și cerințele stricte de precizie, siguranță și adaptabilitate la mediu în scenariile de topografie.
1. Prezentare generală a produsului
„Seria de lasere cu fibră de 1,5 μm” de la Lumispot adoptă tehnologia de amplificare MOPA, care are o putere de vârf ridicată și o eficiență de conversie electro-optică ridicată, un raport ASE scăzut și un raport de zgomot neliniar, precum și o gamă largă de temperaturi de funcționare, ceea ce o face potrivită pentru utilizarea ca sursă de emisie laser LiDAR. În sistemele de topografie precum LiDAR și LiDAR, un laser cu fibră de 1,5 μm este utilizat ca sursă principală de lumină emițătoare, iar indicatorii săi de performanță determină direct „precizia” și „lățimea” detecției. Performanța acestor două dimensiuni este direct legată de eficiența și fiabilitatea vehiculelor aeriene fără pilot în topografia terenului, recunoașterea țintelor, patrularea liniilor electrice și alte scenarii. Din perspectiva legilor de transmisie fizică și a logicii de procesare a semnalului, cei trei indicatori principali: puterea de vârf, durata impulsului și stabilitatea lungimii de undă sunt variabile cheie care afectează precizia și raza de detecție. Mecanismul lor de acțiune poate fi descompus prin întregul lanț de „transmisie semnal, transmisie atmosferică, reflexie țintă, recepție semnal”.
2. Domenii de aplicare
În domeniul topografiei și cartografierii aeriene fără pilot, cererea de lasere cu fibră de 1,5 μm a crescut exploziv datorită rezolvării precise a punctelor sensibile din operațiunile aeriene. Platforma vehiculelor aeriene fără pilot are limitări stricte privind volumul, greutatea și consumul de energie al încărcăturii utile, în timp ce designul structural compact și caracteristicile de greutate redusă ale laserului cu fibră de 1,5 μm pot comprima greutatea sistemului radar laser la o treime din cea a echipamentelor tradiționale, adaptându-se perfect la diverse tipuri de modele de vehicule aeriene fără pilot, cum ar fi cele cu rotor multiplu și cele cu aripă fixă. Mai important, această bandă este situată în „fereastra aurie” a transmisiei atmosferice. Comparativ cu laserul de 905 nm utilizat în mod obișnuit, atenuarea transmisiei sale este redusă cu peste 40% în condiții meteorologice complexe, cum ar fi ceața și praful. Cu o putere de vârf de până la kW, poate atinge o distanță de detecție de peste 250 de metri pentru ținte cu o reflectivitate de 10%, rezolvând problema „vizibilității și măsurării distanței neclare” pentru vehiculele aeriene fără pilot în timpul topografiilor în zone muntoase, deșerturi și alte regiuni. În același timp, caracteristicile sale excelente de siguranță pentru ochiul uman - care permit o putere de vârf de peste 10 ori mai mare decât cea a laserului de 905 nm - permit dronelor să opereze la altitudini mici fără a fi nevoie de dispozitive suplimentare de protecție, îmbunătățind considerabil siguranța și flexibilitatea zonelor cu personal operat, cum ar fi topografia urbană și cartografierea agricolă.
În domeniul topografiei și cartografierii portabile, cererea tot mai mare de lasere cu fibră de 1,5 μm este strâns legată de cerințele de bază privind portabilitatea dispozitivelor și precizia ridicată. Echipamentele moderne de topografie portabile trebuie să echilibreze adaptabilitatea la scene complexe și ușurința în operare. Zgomotul redus și calitatea ridicată a fasciculului laserelor cu fibră de 1,5 μm permit scanerelor portabile să atingă o precizie de măsurare la nivel micrometric, îndeplinind cerințe de înaltă precizie, cum ar fi digitalizarea relicvelor culturale și detectarea componentelor industriale. Comparativ cu laserele tradiționale de 1,064 μm, capacitatea sa anti-interferență este semnificativ îmbunătățită în mediile exterioare cu lumină puternică. Combinată cu caracteristicile de măsurare fără contact, poate obține rapid date tridimensionale din nori de puncte în scenarii precum restaurarea clădirilor antice și locurile de salvare de urgență, fără a fi nevoie de preprocesarea țintelor. Ceea ce este mai remarcabil este faptul că designul său compact al ambalajului poate fi integrat în dispozitive portabile cu o greutate mai mică de 500 de grame, cu o gamă largă de temperatură de la -30 ℃ la +60 ℃, adaptându-se perfect nevoilor operațiunilor cu scenarii multiple, cum ar fi studiile de teren și inspecțiile în atelier.
Din perspectiva rolului său principal, laserele cu fibră de 1,5 μm au devenit un dispozitiv cheie pentru remodelarea capacităților de topografie. În topografia cu vehicule aeriene fără pilot, acesta servește drept „inimă” a radarului laser, atingând o precizie de măsurare la nivel centimetric prin ieșirea impulsurilor de nanosecunde, furnizând date de tip nor de puncte de înaltă densitate pentru modelarea 3D a terenului și detectarea obiectelor străine pe liniile electrice și îmbunătățind eficiența topografiei cu vehicule aeriene fără pilot de peste trei ori în comparație cu metodele tradiționale; În contextul topografiei naționale, capacitatea sa de detectare la distanță lungă poate realiza topografii eficiente de 10 kilometri pătrați pe zbor, cu erori de date controlate în limita a 5 centimetri. În domeniul topografiei portabile, permite dispozitivelor să obțină o experiență operațională de tip „scanare și obținere”: în protejarea patrimoniului cultural, poate captura cu precizie detaliile texturii suprafeței relicvelor culturale și poate oferi modele 3D la nivel milimetric pentru arhivarea digitală; În ingineria inversă, datele geometrice ale componentelor complexe pot fi obținute rapid, accelerând iterațiile de proiectare a produsului; În topografie și cartografiere de urgență, cu capacități de procesare a datelor în timp real, un model tridimensional al zonei afectate poate fi generat în decurs de o oră după producerea cutremurelor, inundațiilor și a altor dezastre, oferind un sprijin esențial pentru luarea deciziilor de salvare. De la topografii aeriene la scară largă până la scanarea precisă a solului, laserul cu fibră de 1,5 μm conduce industria topografică către o nouă eră de „înaltă precizie + înaltă eficiență”.
3. Avantaje principale
Esența intervalului de detecție constă în distanța maximă la care fotonii emiși de laser pot depăși atenuarea atmosferică și pierderea prin reflexie a țintei, fiind totuși captați de receptor ca semnale eficiente. Următorii indicatori ai laserului cu fibră de 1,5 μm cu sursă luminoasă domină direct acest proces:
① Putere de vârf (kW): standard 3kW@3ns & 100kHz； Produsul îmbunătățit 8kW@3ns & 100kHz este „forța motrice principală” a intervalului de detecție, reprezentând energia instantanee eliberată de laser într-un singur impuls și este factorul cheie care determină intensitatea semnalelor la distanță lungă. În detectarea cu drone, fotonii trebuie să parcurgă sute sau chiar mii de metri prin atmosferă, ceea ce poate provoca atenuare din cauza împrăștierii Rayleigh și a absorbției aerosolilor (deși banda de 1,5 μm aparține „fereastrei atmosferice”, există totuși o atenuare inerentă). În același timp, reflectivitatea suprafeței țintei (cum ar fi diferențele de vegetație, metale și roci) poate duce, de asemenea, la pierderea semnalului. Când puterea de vârf este crescută, chiar și după atenuarea pe distanțe lungi și pierderea prin reflexie, numărul de fotoni care ajung la receptor poate atinge în continuare „pragul raportului semnal-zgomot”, extinzând astfel raza de detecție - de exemplu, prin creșterea puterii de vârf a unui laser cu fibră de 1,5 μm de la 1 kW la 5 kW, în aceleași condiții atmosferice, raza de detecție a țintelor cu reflectivitate de 10% poate fi extinsă de la 200 de metri la 350 de metri, rezolvând direct problema „imposibilității de a măsura la distanță” în scenarii de studiu la scară largă, cum ar fi zonele muntoase și deșerturile, pentru drone.
② Lățimea impulsului (ns): reglabilă de la 1 la 10ns. Produsul standard are o deviație a temperaturii lățimii impulsului la temperatura maximă (-40~85 ℃) de ≤ 0,5ns; în plus, poate atinge o deviație a temperaturii lățimii impulsului la temperatura maximă (-40~85 ℃) de ≤ 0,2ns. Acest indicator este „scara de timp” a preciziei distanței, reprezentând durata impulsurilor laser. Principiul de calcul al distanței pentru detectarea dronelor este „distanța = (viteza luminii x timpul de dus-întors al impulsului)/2”, astfel încât lățimea impulsului determină direct „precizia măsurării timpului”. Atunci când lățimea impulsului este redusă, „claritatea temporală” a impulsului crește, iar eroarea de temporizare dintre „timpul de emisie a impulsului” și „timpul de recepție a impulsului reflectat” la capătul receptor va fi redusă semnificativ.
③ Stabilitatea lungimii de undă: în limita a 1pm/℃, lățimea liniei la temperatura maximă de 0,128 nm reprezintă „ancora de precizie” în cazul interferențelor mediului înconjurător și variază în intervalul de fluctuații al lungimii de undă de ieșire a laserului odată cu variațiile de temperatură și tensiune. Sistemul de detecție în banda de lungimi de undă de 1,5 μm utilizează de obicei tehnologia „recepției cu diversitate a lungimii de undă” sau „interferometrie” pentru a îmbunătăți precizia, iar fluctuațiile lungimii de undă pot cauza direct abateri ale valorii de referință a măsurătorii - de exemplu, atunci când o dronă funcționează la altitudine mare, temperatura ambiantă poate crește de la -10 ℃ la 30 ℃. Dacă coeficientul de temperatură al lungimii de undă al laserului cu fibră de 1,5 μm este de 5pm/℃, lungimea de undă va fluctua cu 200pm, iar eroarea corespunzătoare de măsurare a distanței va crește cu 0,3 milimetri (derivată din formula de corelație dintre lungimea de undă și viteza luminii). În special în cazul patrulării liniilor electrice cu vehicule aeriene fără pilot, trebuie măsurați parametri preciși, cum ar fi îndoirea firului și distanța între linii. Lungimea de undă instabilă poate duce la abateri ale datelor și poate afecta evaluarea siguranței liniei; Laserul de 1,5 μm, care utilizează tehnologia de blocare a lungimii de undă, poate controla stabilitatea lungimii de undă în limita a 1pm/℃, asigurând o precizie de detectare la nivel centimetric chiar și atunci când apar schimbări de temperatură.
④ Sinergia indicatorilor: „Echilibratorul” dintre precizie și rază de acțiune în scenariile reale de detectare a dronelor, unde indicatorii nu acționează independent, ci au o relație de colaborare sau restrictivă. De exemplu, creșterea puterii de vârf poate extinde raza de acțiune, dar este necesar să se controleze lățimea impulsului pentru a evita o scădere a preciziei (trebuie obținut un echilibru între „putere mare + impuls îngust” prin tehnologia de compresie a impulsurilor); Optimizarea calității fasciculului poate îmbunătăți simultan raza de acțiune și precizia (concentrația fasciculului reduce risipa de energie și interferențele de măsurare cauzate de suprapunerea punctelor luminoase la distanțe mari). Avantajul unui laser cu fibră de 1,5 μm constă în capacitatea sa de a realiza optimizarea sinergică a „puterii de vârf mari (1-10 kW), lățimii înguste a impulsului (1-10 ns), calității ridicate a fasciculului (M²<1,5) și stabilității ridicate a lungimii de undă (<1pm/℃)” prin caracteristicile de pierderi reduse ale mediului cu fibră și ale tehnologiei de modulație a impulsurilor. Acest lucru realizează o dublă realizare de „distanță lungă (300-500 metri) + precizie ridicată (la nivel de centimetru)” în detectarea vehiculelor aeriene fără pilot, aceasta fiind și principala sa competitivitate în înlocuirea laserelor tradiționale de 905nm și 1064nm în supravegherea vehiculelor aeriene fără pilot, salvarea de urgență și alte scenarii.
Personalizabil
✅ Cerințe fixe pentru lățimea impulsului și deviația temperaturii lățimii impulsului
✅ Tip de ieșire și ramură de ieșire
✅ Raport de divizare a ramurilor luminoase de referință
✅ Stabilitate medie a puterii
✅ Cerere de localizare
Data publicării: 28 oct. 2025