V valu nadgradnje industrije geodetskih in kartografskih geografskih informacij v smeri učinkovitosti in natančnosti postajajo 1,5 μm vlakenski laserji glavna gonilna sila rasti trga na dveh glavnih področjih geodetskih meritev z brezpilotnimi letalniki in ročnih meritev, zahvaljujoč njihovi globoki prilagoditvi zahtevam scene. Z eksplozivno rastjo aplikacij, kot so geodetske meritve na nizkih nadmorskih višinah in kartiranje v sili z uporabo dronov, ter z iteracijo ročnih skenirnih naprav za visoko natančnost in prenosljivost, je velikost svetovnega trga 1,5 μm vlakenskih laserjev za geodetske meritve do leta 2024 presegla 1,2 milijarde juanov, pri čemer povpraševanje po brezpilotnih letalnikih in ročnih napravah predstavlja več kot 60 % celotnega povpraševanja in ohranja povprečno letno stopnjo rasti 8,2 %. Za tem porastom povpraševanja se skriva popolna resonance med edinstveno zmogljivostjo pasu 1,5 μm in strogimi zahtevami glede natančnosti, varnosti in prilagodljivosti okolju v geodetskih scenarijih.
1. Pregled izdelka
"Serija 1,5-mikronskih vlakenskih laserjev" podjetja Lumispot uporablja tehnologijo ojačanja MOPA, ki ima visoko vršno moč in učinkovitost elektrooptične pretvorbe, nizko razmerje med ASE in nelinearnim šumom ter široko delovno temperaturno območje, zaradi česar je primerna za uporabo kot vir laserskega sevanja LiDAR. V geodetskih sistemih, kot sta LiDAR in LiDAR, se kot osrednji vir svetlobe uporablja 1,5-mikronski vlakenski laser, njegovi kazalniki delovanja pa neposredno določajo "natančnost" in "širino" zaznavanja. Zmogljivost teh dveh dimenzij je neposredno povezana z učinkovitostjo in zanesljivostjo brezpilotnih letalnikov pri terenskem pregledu, prepoznavanju ciljev, patruljiranju po daljnovodih in drugih scenarijih. Z vidika fizikalnih zakonov prenosa in logike obdelave signalov so trije osrednji kazalniki: vršna moč, širina impulza in stabilnost valovne dolžine, ključne spremenljivke, ki vplivajo na natančnost in doseg zaznavanja. Njihov mehanizem delovanja je mogoče razčleniti skozi celotno verigo "prenosa signala, atmosferskega prenosa, odboja cilja, sprejema signala".
2. Področja uporabe
Na področju brezpilotnega zračnega geodetskega snemanja in kartiranja se je povpraševanje po 1,5 μm vlakenskih laserjih močno povečalo zaradi njihove natančne ločljivosti kritičnih točk pri zračnih operacijah. Platforma brezpilotnih zrakoplovov ima stroge omejitve glede prostornine, teže in porabe energije koristnega tovora, medtem ko lahko kompaktna strukturna zasnova in lahka teža 1,5 μm vlakenskega laserja stisnejo težo laserskega radarskega sistema na eno tretjino tradicionalne opreme, kar se popolnoma prilagaja različnim vrstam modelov brezpilotnih zrakoplovov, kot so večrotorski in fiksni krili. Še pomembneje je, da se ta pas nahaja v "zlatem oknu" atmosferskega prenosa. V primerjavi z običajno uporabljenim 905nm laserjem se njegovo slabljenje prenosa v kompleksnih meteoroloških pogojih, kot sta megla in prah, zmanjša za več kot 40 %. Z največjo močjo do kW lahko doseže razdaljo zaznavanja več kot 250 metrov za cilje z odbojnostjo 10 %, kar rešuje problem "nejasne vidljivosti in merjenja razdalje" za brezpilotna letala med geodetskimi raziskavami v gorskih območjih, puščavah in drugih regijah. Hkrati pa njegove odlične varnostne lastnosti za človeško oko – ki omogočajo več kot 10-krat večjo moč kot 905 nm laser – omogočajo dronom delovanje na nizkih nadmorskih višinah brez potrebe po dodatnih varnostnih zaščitnih napravah, kar močno izboljša varnost in prilagodljivost območij s posadko, kot so urbane geodetske meritve in kmetijsko kartiranje.
Na področju ročnega merjenja in kartiranja je naraščajoče povpraševanje po 1,5 μm vlakenskih laserjih tesno povezano z osnovnimi zahtevami po prenosljivosti naprav in visoki natančnosti. Sodobna ročna geodetska oprema mora uravnotežiti prilagodljivost kompleksnim prizorom in enostavnost upravljanja. Nizek šum in visoka kakovost žarka 1,5 μm vlakenskih laserjev omogočata ročnim skenerjem doseganje natančnosti meritev na mikrometrski ravni, kar izpolnjuje zahteve glede visoke natančnosti, kot sta digitalizacija kulturnih relikvij in zaznavanje industrijskih komponent. V primerjavi s tradicionalnimi 1,064 μm laserji je njihova sposobnost preprečevanja motenj bistveno izboljšana v močnih zunanjih svetlobnih okoljih. V kombinaciji z brezkontaktnimi merilnimi lastnostmi lahko hitro pridobi tridimenzionalne podatke o oblaku točk v scenarijih, kot so obnova starodavnih stavb in reševalna mesta, brez potrebe po predhodni obdelavi ciljev. Še bolj omembe vredno je, da je njegovo kompaktno zasnovo mogoče integrirati v ročne naprave, ki tehtajo manj kot 500 gramov, s širokim temperaturnim razponom od -30 ℃ do +60 ℃, kar se popolnoma prilagaja potrebam večscenarijskih operacij, kot so terenski pregledi in pregledi delavnic.
Z vidika svoje osrednje vloge so 1,5 μm vlakenski laserji postali ključna naprava za preoblikovanje geodetskih zmogljivosti. Pri geodetskih meritvah z brezpilotnimi letalniki služi kot "srce" laserskega radarja, saj dosega centimetrsko natančnost merjenja z nanosekundnim impulznim izhodom, zagotavlja podatke o oblaku točk visoke gostote za 3D-modeliranje terena in zaznavanje tujih predmetov v daljnovodih ter izboljšuje učinkovitost geodetskih meritev z brezpilotnimi letalniki za več kot trikrat v primerjavi s tradicionalnimi metodami. V kontekstu nacionalne geodetske meritve lahko njegova zmogljivost zaznavanja na dolge razdalje doseže učinkovito geodetsko meritev 10 kvadratnih kilometrov na polet, z napakami podatkov, nadzorovanimi znotraj 5 centimetrov. Na področju ročnih geodetskih meritev omogoča napravam, da dosežejo operativno izkušnjo "skeniraj in dobi": pri varstvu kulturne dediščine lahko natančno zajame podrobnosti teksture površine kulturnih relikvij in zagotovi milimetrske 3D-modele za digitalno arhiviranje. V obratnem inženirstvu je mogoče hitro pridobiti geometrijske podatke kompleksnih komponent, kar pospeši iteracije načrtovanja izdelkov. Pri nujnih geodetskih meritvah in kartiranju je mogoče z zmožnostmi obdelave podatkov v realnem času ustvariti tridimenzionalni model prizadetega območja v eni uri po potresih, poplavah in drugih nesrečah, kar zagotavlja ključno podporo pri odločanju o reševanju. Od obsežnih zračnih meritev do natančnega skeniranja tal, 1,5 μm vlakenski laser popelje geodetsko industrijo v novo dobo "visoke natančnosti + visoke učinkovitosti".
3. Glavne prednosti
Bistvo detekcijskega območja je največja razdalja, na kateri lahko fotoni, ki jih oddaja laser, premagajo slabljenje v atmosferi in izgubo odboja od cilja, sprejemnik pa jih še vedno zajame kot učinkovite signale. Naslednji kazalniki svetlega laserskega vira z vlakneno valovno dolžino 1,5 μm neposredno vplivajo na ta proces:
① Najvišja moč (kW): standardno 3 kW pri 3 ns in 100 kHz; Nadgrajeni izdelek 8 kW pri 3 ns in 100 kHz je "gonilna sila" območja zaznavanja, ki predstavlja trenutno energijo, ki jo laser sprosti v enem samem impulzu, in je ključni dejavnik, ki določa moč signalov na dolge razdalje. Pri zaznavanju z droni morajo fotoni prepotovati stotine ali celo tisoče metrov skozi atmosfero, kar lahko povzroči slabljenje zaradi Rayleighovega sipanja in absorpcije aerosolov (čeprav pas 1,5 μm spada v "atmosfersko okno", še vedno obstaja inherentno slabljenje). Hkrati lahko odbojnost ciljne površine (kot so razlike v vegetaciji, kovinah in kamninah) povzroči tudi izgubo signala. Ko se poveča največja moč, lahko tudi po slabljenju na dolge razdalje in izgubi odboja število fotonov, ki dosežejo sprejemnik, še vedno doseže "prag razmerja signal/šum", s čimer se razširi doseg zaznavanja - na primer, s povečanjem največje moči 1,5 μm vlakenskega laserja z 1 kW na 5 kW se lahko v enakih atmosferskih pogojih doseg zaznavanja ciljev z 10-odstotno odbojnostjo razširi z 200 metrov na 350 metrov, kar neposredno reši težavo "nezmožnosti merjenja daleč" v obsežnih geodetskih scenarijih, kot so gorata območja in puščave za drone.
② Širina impulza (ns): nastavljiva od 1 do 10 ns. Standardni izdelek ima temperaturni premik širine impulza pri polni temperaturi (-40~85 ℃) ≤ 0,5 ns; poleg tega lahko doseže temperaturni premik širine impulza pri polni temperaturi (-40~85 ℃) ≤ 0,2 ns. Ta indikator je "časovna lestvica" natančnosti razdalje, ki predstavlja trajanje laserskih impulzov. Načelo izračuna razdalje za zaznavanje dronov je "razdalja = (hitrost svetlobe x čas povratnega potovanja impulza) / 2", zato širina impulza neposredno določa "natančnost merjenja časa". Ko se širina impulza zmanjša, se "časovna ostrina" impulza poveča in časovna napaka med "časom oddajanja impulza" in "časom sprejema odbitega impulza" na sprejemnem koncu se znatno zmanjša.
③ Stabilnost valovne dolžine: znotraj 1pm/℃ je širina črte pri polni temperaturi 0,128 nm "sidro natančnosti" pri motnjah okolja, območje nihanja valovne dolžine laserskega izhoda pa se spreminja s spremembami temperature in napetosti. Sistem za zaznavanje v valovnem pasu 1,5 μm običajno uporablja tehnologijo "sprejema valovnih dolžin z raznolikostjo" ali "interferometrijo" za izboljšanje natančnosti, nihanja valovne dolžine pa lahko neposredno povzročijo odstopanje merilnih vrednosti - na primer, ko dron deluje na veliki nadmorski višini, se lahko temperatura okolja dvigne od -10 ℃ do 30 ℃. Če je temperaturni koeficient valovne dolžine vlakenskega laserja 1,5 μm 5pm/℃, bo valovna dolžina nihala za 200pm, ustrezna napaka merjenja razdalje pa se bo povečala za 0,3 milimetra (izhaja iz korelacijske formule med valovno dolžino in hitrostjo svetlobe). Zlasti pri patruljiranju daljnovodov z brezpilotnimi letalniki je treba izmeriti natančne parametre, kot sta povešanje žice in medvodna razdalja. Nestabilna valovna dolžina lahko povzroči odstopanje podatkov in vpliva na oceno varnosti voda; 1,5 μm laser s tehnologijo zaklepanja valovne dolžine lahko nadzoruje stabilnost valovne dolžine znotraj 1 pm/℃, kar zagotavlja centimetrsko natančnost zaznavanja nivoja tudi pri temperaturnih spremembah.
④ Sinergija indikatorjev: "Uravnoteženje" med natančnostjo in dosegom v dejanskih scenarijih zaznavanja dronov, kjer indikatorji ne delujejo neodvisno, temveč imajo sodelovalni ali omejevalni odnos. Na primer, povečanje vršne moči lahko razširi doseg zaznavanja, vendar je treba nadzorovati širino impulza, da se prepreči zmanjšanje natančnosti (ravnovesje med "visoko močjo in ozkim impulzom" je treba doseči s tehnologijo kompresije impulzov); Optimizacija kakovosti žarka lahko hkrati izboljša doseg in natančnost (koncentracija žarka zmanjša izgubo energije in motnje pri meritvah, ki jih povzročajo prekrivajoče se svetlobne pike na dolgih razdaljah). Prednost 1,5 μm vlakenskega laserja je v njegovi sposobnosti doseganja sinergistične optimizacije "visoke vršne moči (1-10 kW), ozke širine impulza (1-10 ns), visoke kakovosti žarka (M²<1,5) in visoke stabilnosti valovne dolžine (<1pm/℃)" z nizkimi izgubami vlakenskih medijev in tehnologijo pulzne modulacije. S tem je dosežen dvojni preboj "na dolge razdalje (300–500 metrov) + visoka natančnost (centimetrska raven)" pri zaznavanju brezpilotnih letalnikov, kar je tudi njegova ključna konkurenčnost pri zamenjavi tradicionalnih 905 nm in 1064 nm laserjev pri geodetskem pregledovanju z brezpilotnimi letalniki, reševanju v sili in drugih scenarijih.
Prilagodljivo
✅ Zahteve glede fiksne širine impulza in temperaturnega drifta širine impulza
✅ Vrsta izhoda in izhodna veja
✅ Referenčno razmerje cepitve svetlobnih vej
✅ Povprečna stabilnost moči
✅ Povpraševanje po lokalizaciji
Čas objave: 28. oktober 2025