Στο κύμα αναβάθμισης της βιομηχανίας γεωγραφικών πληροφοριών τοπογραφίας και χαρτογράφησης προς την κατεύθυνση της αποτελεσματικότητας και της ακρίβειας, τα λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm καθίστανται η βασική κινητήρια δύναμη για την ανάπτυξη της αγοράς στους δύο κύριους τομείς της τοπογραφίας με μη επανδρωμένα αεροσκάφη και της φορητής τοπογραφίας, χάρη στην εκτενή προσαρμογή τους στις απαιτήσεις του τοπίου. Με την εκρηκτική ανάπτυξη εφαρμογών όπως η τοπογραφία χαμηλού υψομέτρου και η χαρτογράφηση έκτακτης ανάγκης με χρήση drones, καθώς και την επανάληψη των φορητών συσκευών σάρωσης προς την υψηλή ακρίβεια και φορητότητα, το παγκόσμιο μέγεθος της αγοράς λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm για τοπογραφία έχει ξεπεράσει τα 1,2 δισεκατομμύρια γιουάν έως το 2024, με τη ζήτηση για μη επανδρωμένα αεροσκάφη και φορητές συσκευές να αντιπροσωπεύει πάνω από το 60% του συνόλου και να διατηρεί έναν μέσο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 8,2%. Πίσω από αυτή την άνθηση της ζήτησης βρίσκεται η τέλεια συνοχή μεταξύ της μοναδικής απόδοσης της ζώνης των 1,5 μm και των αυστηρών απαιτήσεων για ακρίβεια, ασφάλεια και περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα σε σενάρια τοπογραφίας.
1, Επισκόπηση προϊόντος
Η σειρά λέιζερ οπτικών ινών "1.5um" της Lumispot υιοθετεί τεχνολογία ενίσχυσης MOPA, η οποία έχει υψηλή μέγιστη ισχύ και απόδοση ηλεκτροοπτικής μετατροπής, χαμηλό λόγο θορύβου ASE και μη γραμμικού φαινομένου, καθώς και ευρύ εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, καθιστώντας την κατάλληλη για χρήση ως πηγή εκπομπής λέιζερ LiDAR. Σε συστήματα τοπογραφίας όπως το LiDAR και το LiDAR, ένα λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm χρησιμοποιείται ως η κεντρική πηγή εκπομπής φωτός και οι δείκτες απόδοσής του καθορίζουν άμεσα την "ακρίβεια" και το "εύρος" της ανίχνευσης. Η απόδοση αυτών των δύο διαστάσεων σχετίζεται άμεσα με την αποτελεσματικότητα και την αξιοπιστία των μη επανδρωμένων αεροσκαφών στην τοπογραφία εδάφους, την αναγνώριση στόχων, την περιπολία γραμμής μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και άλλα σενάρια. Από την άποψη των νόμων φυσικής μετάδοσης και της λογικής επεξεργασίας σήματος, οι τρεις βασικοί δείκτες της μέγιστης ισχύος, του πλάτους παλμού και της σταθερότητας μήκους κύματος είναι βασικές μεταβλητές που επηρεάζουν την ακρίβεια και την εμβέλεια ανίχνευσης. Ο μηχανισμός δράσης τους μπορεί να αναλυθεί σε ολόκληρη την αλυσίδα "μετάδοσης σήματος ατμοσφαιρική μετάδοση στόχου ανάκλασης λήψης σήματος".
2, Πεδία Εφαρμογής
Στον τομέα της μη επανδρωμένης αεροπορίας, η ζήτηση για λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm έχει εκτοξευθεί λόγω της ακριβούς ανάλυσης των σημείων πόνου στις εναέριες επιχειρήσεις. Η πλατφόρμα μη επανδρωμένων αεροσκαφών έχει αυστηρούς περιορισμούς στον όγκο, το βάρος και την κατανάλωση ενέργειας του ωφέλιμου φορτίου, ενώ ο συμπαγής δομικός σχεδιασμός και τα ελαφριά χαρακτηριστικά του λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm μπορούν να συμπιέσουν το βάρος του συστήματος ραντάρ λέιζερ στο ένα τρίτο του παραδοσιακού εξοπλισμού, προσαρμόζοντας τέλεια σε διάφορους τύπους μοντέλων μη επανδρωμένων αεροσκαφών, όπως πολυστροφικά και σταθερά πτερύγια. Το πιο σημαντικό είναι ότι αυτή η ζώνη βρίσκεται στο "χρυσό παράθυρο" της ατμοσφαιρικής μετάδοσης. Σε σύγκριση με το συνήθως χρησιμοποιούμενο λέιζερ 905nm, η εξασθένηση μετάδοσης μειώνεται κατά περισσότερο από 40% υπό σύνθετες μετεωρολογικές συνθήκες όπως η ομίχλη και η σκόνη. Με μέγιστη ισχύ έως και kW, μπορεί να επιτύχει απόσταση ανίχνευσης άνω των 250 μέτρων για στόχους με ανακλαστικότητα 10%, λύνοντας το πρόβλημα της "ασαφούς ορατότητας και μέτρησης απόστασης" για μη επανδρωμένα αεροσκάφη κατά τη διάρκεια ερευνών σε ορεινές περιοχές, ερήμους και άλλες περιοχές. Ταυτόχρονα, τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά ασφαλείας του ανθρώπινου ματιού - επιτρέποντας μέγιστη ισχύ πάνω από 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του λέιζερ 905nm - επιτρέπουν στα drones να λειτουργούν σε χαμηλά υψόμετρα χωρίς την ανάγκη πρόσθετων συσκευών θωράκισης ασφαλείας, βελτιώνοντας σημαντικά την ασφάλεια και την ευελιξία επανδρωμένων περιοχών, όπως η αστική τοπογραφία και η γεωργική χαρτογράφηση.
Στον τομέα της φορητής τοπογραφίας και χαρτογράφησης, η αυξανόμενη ζήτηση για λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm σχετίζεται στενά με τις βασικές απαιτήσεις φορητότητας της συσκευής και υψηλής ακρίβειας. Ο σύγχρονος φορητός εξοπλισμός τοπογραφίας πρέπει να εξισορροπεί την προσαρμοστικότητα σε σύνθετες σκηνές και την ευκολία λειτουργίας. Η χαμηλή παραγωγή θορύβου και η ποιότητα υψηλής δέσμης των λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm επιτρέπουν στους φορητούς σαρωτές να επιτυγχάνουν ακρίβεια μέτρησης σε επίπεδο μικρομέτρου, ικανοποιώντας απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας, όπως η ψηφιοποίηση πολιτιστικών κειμηλίων και η ανίχνευση βιομηχανικών εξαρτημάτων. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά λέιζερ 1,064 μm, η ικανότητά του κατά των παρεμβολών βελτιώνεται σημαντικά σε εξωτερικά περιβάλλοντα με έντονο φως. Σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά μέτρησης χωρίς επαφή, μπορεί να λαμβάνει γρήγορα τρισδιάστατα δεδομένα σημειακού νέφους σε σενάρια όπως η αποκατάσταση αρχαίων κτιρίων και οι χώροι έκτακτης ανάγκης διάσωσης, χωρίς την ανάγκη προεπεξεργασίας στόχου. Αυτό που είναι πιο αξιοσημείωτο είναι ότι ο συμπαγής σχεδιασμός συσκευασίας του μπορεί να ενσωματωθεί σε φορητές συσκευές που ζυγίζουν λιγότερο από 500 γραμμάρια, με ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών από -30 ℃ έως +60 ℃, προσαρμόζοντας τέλεια στις ανάγκες πολλαπλών σεναρίων εργασιών, όπως οι επιτόπιες έρευνες και οι επιθεωρήσεις εργαστηρίων.
Από την οπτική γωνία του βασικού τους ρόλου, τα λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm έχουν γίνει μια βασική συσκευή για την αναμόρφωση των δυνατοτήτων τοπογραφικής αποτύπωσης. Στην τοπογραφική αποτύπωση μη επανδρωμένων αεροσκαφών, χρησιμεύει ως η «καρδιά» του ραντάρ λέιζερ, επιτυγχάνοντας ακρίβεια εύρους σε επίπεδο εκατοστού μέσω εξόδου παλμού νανοδευτερολέπτου, παρέχοντας δεδομένα νέφους σημείων υψηλής πυκνότητας για τρισδιάστατη μοντελοποίηση εδάφους και ανίχνευση ξένων αντικειμένων σε γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, και βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της τοπογραφικής αποτύπωσης μη επανδρωμένων αεροσκαφών κατά περισσότερο από τρεις φορές σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Στο πλαίσιο της εθνικής τοπογραφικής αποτύπωσης, η ικανότητα ανίχνευσης μεγάλης εμβέλειας μπορεί να επιτύχει αποτελεσματική τοπογραφική αποτύπωση 10 τετραγωνικών χιλιομέτρων ανά πτήση, με σφάλματα δεδομένων ελεγχόμενα εντός 5 εκατοστών. Στον τομέα της φορητής τοπογραφικής αποτύπωσης, δίνει τη δυνατότητα στις συσκευές να επιτύχουν μια λειτουργική εμπειρία «σάρωσης και λήψης»: στην προστασία της πολιτιστικής κληρονομιάς, μπορεί να καταγράψει με ακρίβεια τις λεπτομέρειες της υφής της επιφάνειας των πολιτιστικών κειμηλίων και να παρέχει τρισδιάστατα μοντέλα σε επίπεδο χιλιοστού για ψηφιακή αρχειοθέτηση. Στην αντίστροφη μηχανική, μπορούν να ληφθούν γρήγορα γεωμετρικά δεδομένα σύνθετων στοιχείων, επιταχύνοντας τις επαναλήψεις σχεδιασμού προϊόντων. Στην επείγουσα τοπογραφία και χαρτογράφηση, με δυνατότητες επεξεργασίας δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, ένα τρισδιάστατο μοντέλο της πληγείσας περιοχής μπορεί να δημιουργηθεί εντός μίας ώρας από την εμφάνιση σεισμών, πλημμυρών και άλλων καταστροφών, παρέχοντας κρίσιμη υποστήριξη για τη λήψη αποφάσεων διάσωσης. Από τις μεγάλης κλίμακας εναέριες έρευνες έως την ακριβή σάρωση εδάφους, το λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm οδηγεί τον κλάδο της τοπογραφίας σε μια νέα εποχή «υψηλής ακρίβειας + υψηλής απόδοσης».
3, Βασικά πλεονεκτήματα
Η ουσία του εύρους ανίχνευσης είναι η μέγιστη απόσταση στην οποία τα φωτόνια που εκπέμπονται από το λέιζερ μπορούν να ξεπεράσουν την ατμοσφαιρική εξασθένηση και την απώλεια ανάκλασης του στόχου, και να εξακολουθούν να λαμβάνονται από το άκρο λήψης ως αποτελεσματικά σήματα. Οι ακόλουθοι δείκτες του λέιζερ φωτεινής πηγής 1,5 μm fiber laser κυριαρχούν άμεσα σε αυτή τη διαδικασία:
① Μέγιστη ισχύς (kW): τυπική 3kW@3ns &100kHz. Αναβαθμισμένο προϊόν 8kW@3ns &100kHz είναι η «βασική κινητήρια δύναμη» του εύρους ανίχνευσης, που αντιπροσωπεύει την στιγμιαία ενέργεια που απελευθερώνεται από το λέιζερ σε έναν μόνο παλμό και είναι ο βασικός παράγοντας που καθορίζει την ισχύ των σημάτων μεγάλων αποστάσεων. Στην ανίχνευση με drone, τα φωτόνια πρέπει να ταξιδέψουν εκατοντάδες ή και χιλιάδες μέτρα στην ατμόσφαιρα, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει εξασθένηση λόγω της σκέδασης Rayleigh και της απορρόφησης αερολυμάτων (αν και η ζώνη των 1,5 μm ανήκει στο «ατμοσφαιρικό παράθυρο», εξακολουθεί να υπάρχει εγγενής εξασθένηση). Ταυτόχρονα, η ανακλαστικότητα της επιφάνειας του στόχου (όπως οι διαφορές στη βλάστηση, τα μέταλλα και τα πετρώματα) μπορεί επίσης να οδηγήσει σε απώλεια σήματος. Όταν αυξάνεται η μέγιστη ισχύς, ακόμη και μετά από εξασθένηση και απώλεια ανάκλασης σε μεγάλες αποστάσεις, ο αριθμός των φωτονίων που φτάνουν στο άκρο λήψης μπορεί να φτάσει το "όριο λόγου σήματος προς θόρυβο", επεκτείνοντας έτσι το εύρος ανίχνευσης - για παράδειγμα, αυξάνοντας την μέγιστη ισχύ ενός λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm από 1kW σε 5kW, υπό τις ίδιες ατμοσφαιρικές συνθήκες, το εύρος ανίχνευσης στόχων ανακλαστικότητας 10% μπορεί να επεκταθεί από 200 μέτρα σε 350 μέτρα, λύνοντας άμεσα το πρόβλημα της "μη δυνατότητας μέτρησης μεγάλης απόστασης" σε σενάρια έρευνας μεγάλης κλίμακας, όπως ορεινές περιοχές και ερήμους για drones.
② Πλάτος παλμού (ns): ρυθμιζόμενο από 1 έως 10ns. Το τυπικό προϊόν έχει μετατόπιση θερμοκρασίας πλάτους παλμού πλήρους θερμοκρασίας (-40~85 ℃) ≤ 0,5ns. Επιπλέον, μπορεί να φτάσει σε μετατόπιση θερμοκρασίας πλάτους παλμού πλήρους θερμοκρασίας (-40~85 ℃) ≤ 0,2ns. Αυτός ο δείκτης είναι η "χρονική κλίμακα" της ακρίβειας απόστασης, που αντιπροσωπεύει τη διάρκεια των παλμών λέιζερ. Η αρχή υπολογισμού απόστασης για την ανίχνευση drone είναι "απόσταση=(ταχύτητα φωτός x χρόνος παλμού μετ' επιστροφής)/2", επομένως το πλάτος παλμού καθορίζει άμεσα την "ακρίβεια μέτρησης χρόνου". Όταν το πλάτος παλμού μειώνεται, η "ευκρίνεια χρόνου" του παλμού αυξάνεται και το σφάλμα χρονισμού μεταξύ του "χρόνου εκπομπής παλμού" και του "χρόνου λήψης ανακλώμενου παλμού" στο άκρο λήψης θα μειωθεί σημαντικά.
③ Σταθερότητα μήκους κύματος: εντός 1μμ/℃, το πλάτος γραμμής σε πλήρη θερμοκρασία 0,128nm είναι η "άγκυρα ακρίβειας" υπό περιβαλλοντικές παρεμβολές και το εύρος διακύμανσης του μήκους κύματος εξόδου λέιζερ με τις αλλαγές θερμοκρασίας και τάσης. Το σύστημα ανίχνευσης στη ζώνη μήκους κύματος 1,5 μm συνήθως χρησιμοποιεί τεχνολογία "λήψης ποικιλομορφίας μήκους κύματος" ή "συμβολομετρίας" για τη βελτίωση της ακρίβειας και οι διακυμάνσεις του μήκους κύματος μπορούν να προκαλέσουν άμεσα απόκλιση αναφοράς μέτρησης - για παράδειγμα, όταν ένα drone λειτουργεί σε μεγάλο υψόμετρο, η θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να αυξηθεί από -10 ℃ σε 30 ℃. Εάν ο συντελεστής θερμοκρασίας μήκους κύματος του λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm είναι 5μμ/℃, το μήκος κύματος θα κυμαίνεται κατά 200μμ και το αντίστοιχο σφάλμα μέτρησης απόστασης θα αυξηθεί κατά 0,3 χιλιοστά (που προκύπτει από τον τύπο συσχέτισης μεταξύ μήκους κύματος και ταχύτητας φωτός). Ειδικά στην περιπολία γραμμής ισχύος μη επανδρωμένων αεροσκαφών, πρέπει να μετρώνται ακριβείς παράμετροι όπως η χαλάρωση του σύρματος και η απόσταση μεταξύ των γραμμών. Το ασταθές μήκος κύματος μπορεί να οδηγήσει σε απόκλιση δεδομένων και να επηρεάσει την αξιολόγηση της ασφάλειας της γραμμής. Το λέιζερ 1,5 μm που χρησιμοποιεί τεχνολογία κλειδώματος μήκους κύματος μπορεί να ελέγχει τη σταθερότητα του μήκους κύματος εντός 1pm/℃, εξασφαλίζοντας ακρίβεια ανίχνευσης σε επίπεδο εκατοστού ακόμη και όταν συμβαίνουν αλλαγές θερμοκρασίας.
④ Συνέργεια δεικτών: Ο «εξισορροπητής» μεταξύ ακρίβειας και εμβέλειας σε πραγματικά σενάρια ανίχνευσης drone, όπου οι δείκτες δεν ενεργούν ανεξάρτητα, αλλά μάλλον έχουν μια συνεργατική ή περιοριστική σχέση. Για παράδειγμα, η αύξηση της μέγιστης ισχύος μπορεί να επεκτείνει την εμβέλεια ανίχνευσης, αλλά είναι απαραίτητο να ελέγχεται το πλάτος του παλμού για να αποφευχθεί η μείωση της ακρίβειας (πρέπει να επιτευχθεί ισορροπία «υψηλής ισχύος + στενού παλμού» μέσω της τεχνολογίας συμπίεσης παλμών). Η βελτιστοποίηση της ποιότητας της δέσμης μπορεί ταυτόχρονα να βελτιώσει την εμβέλεια και την ακρίβεια (η συγκέντρωση της δέσμης μειώνει την ενεργειακή σπατάλη και τις παρεμβολές μέτρησης που προκαλούνται από επικαλυπτόμενες φωτεινές κηλίδες σε μεγάλες αποστάσεις). Το πλεονέκτημα ενός λέιζερ οπτικών ινών 1,5 μm έγκειται στην ικανότητά του να επιτυγχάνει συνεργιστική βελτιστοποίηση «υψηλής μέγιστης ισχύος (1-10 kW), στενού πλάτους παλμού (1-10 ns), υψηλής ποιότητας δέσμης (M²<1,5) και υψηλής σταθερότητας μήκους κύματος (<1pm/℃)» μέσω των χαρακτηριστικών χαμηλών απωλειών των οπτικών ινών και της τεχνολογίας διαμόρφωσης παλμών. Αυτό επιτυγχάνει μια διπλή καινοτομία «μεγάλων αποστάσεων (300-500 μέτρα) + υψηλής ακρίβειας (επίπεδο εκατοστού)» στην ανίχνευση μη επανδρωμένων αεροσκαφών, η οποία αποτελεί επίσης τον βασικό ανταγωνιστικό του παράγοντα στην αντικατάσταση των παραδοσιακών λέιζερ 905nm και 1064nm στην έρευνα μη επανδρωμένων αεροσκαφών, τη διάσωση έκτακτης ανάγκης και άλλα σενάρια.
Προσαρμόσιμο
✅ Απαιτήσεις σταθερής μετατόπισης πλάτους παλμού και θερμοκρασίας πλάτους παλμού
✅ Τύπος εξόδου και κλάδος εξόδου
✅ Αναλογία αναφοράς διάσπασης φωτεινών κλαδιών
✅ Μέση σταθερότητα ισχύος
✅ Ζήτηση τοπικής προσαρμογής
Ώρα δημοσίευσης: 28 Οκτωβρίου 2025