Maanmittaus- ja paikkatietokartoitusalan tehokkuuden ja tarkkuuden parantamisen aallossa 1,5 μm:n kuitulasereista on tulossa keskeinen markkinakasvun veturi miehittämättömien ilma-alusten ja kannettavien mittausten kahdella pääalueella, kiitos niiden syvällisen sopeutumisen maaston vaatimuksiin. Sovellusten, kuten matalan korkeuden mittauksen ja dronejen avulla tehtävän hätäkartoituksen, räjähdysmäisen kasvun sekä kannettavien skannauslaitteiden kehittymisen kohti suurta tarkkuutta ja kannettavuutta myötä maanmittauksessa käytettävien 1,5 μm:n kuitulasereiden maailmanlaajuinen markkinakoko on ylittänyt 1,2 miljardia yuania vuoteen 2024 mennessä. Miehittämättömien ilma-alusten ja kannettavien laitteiden kysyntä muodostaa yli 60 % kokonaismäärästä ja sen keskimääräinen vuotuinen kasvuvauhti on 8,2 %. Tämän kysyntäbuumin taustalla on täydellinen resonanssi 1,5 μm:n kaistan ainutlaatuisen suorituskyvyn ja maanmittausskenaarioiden tarkkuutta, turvallisuutta ja ympäristöystävällisyyttä koskevien tiukkojen vaatimusten välillä.
1. Tuotteen yleiskatsaus
Lumispotin "1,5 μm:n kuitulasersarja" hyödyntää MOPA-vahvistustekniikkaa, jolla on korkea huipputeho ja sähköoptinen muunnostehokkuus, alhainen ASE- ja epälineaarinen kohinasuhde sekä laaja käyttölämpötila-alue, mikä tekee siitä sopivan käytettäväksi LiDAR-laseremissioon lähteenä. Maanmittausjärjestelmissä, kuten LiDAR ja LiDAR, käytetään 1,5 μm:n kuitulaseria emittoivana valonlähteenä, ja sen suorituskykyindikaattorit määrittävät suoraan havaitsemisen "tarkkuuden" ja "leveyden". Näiden kahden ulottuvuuden suorituskyky liittyy suoraan miehittämättömien ilma-alusten tehokkuuteen ja luotettavuuteen maastokartoituksessa, kohteen tunnistuksessa, voimajohtojen partioinnissa ja muissa tilanteissa. Fyysisten siirtolakien ja signaalinkäsittelylogiikan näkökulmasta kolme ydinindikaattoria – huipputeho, pulssinleveys ja aallonpituuden stabiilius – ovat keskeisiä muuttujia, jotka vaikuttavat havaitsemistarkkuuteen ja -etäisyyteen. Niiden toimintamekanismi voidaan jakaa koko "signaalin siirron, ilmakehän siirron, kohteen heijastuksen, signaalin vastaanoton" ketjuun.
2. Sovellusalueet
Miehittämättömien ilmakuvien ja -kartoituksen alalla 1,5 μm:n kuitulasereiden kysyntä on räjähdysmäisesti kasvanut niiden ilmassa tehtävien operaatioiden kipupisteiden tarkan erottelukyvyn ansiosta. Miehittämättömien ilma-alusten alustalla on tiukat rajoitukset hyötykuorman tilavuudelle, painolle ja energiankulutukselle, kun taas 1,5 μm:n kuitulaserin kompakti rakenne ja kevyt rakenne voivat puristaa lasertutkajärjestelmän painon kolmannekseen perinteisten laitteiden painosta, mikä sopii täydellisesti erilaisiin miehittämättömien ilma-alusten malleihin, kuten moniroottorisiin ja kiinteäsiipisiin. Vielä tärkeämpää on, että tämä taajuusalue sijaitsee ilmakehän läpäisyn "kultaisessa ikkunassa". Verrattuna yleisesti käytettyyn 905 nm:n laseriin, sen läpäisyn vaimennus pienenee yli 40 % monimutkaisissa meteorologisissa olosuhteissa, kuten utussa ja pölyssä. Huipputeholla jopa kW se voi saavuttaa yli 250 metrin havaitsemisetäisyyden 10 %:n heijastavuuskertoimella oleville kohteille, mikä ratkaisee miehittämättömien ilma-alusten "epäselvän näkyvyyden ja etäisyyden mittauksen" ongelman vuoristoalueiden, aavikoiden ja muiden alueiden kartoituksissa. Samaan aikaan sen erinomaiset ihmissilmän turvallisuusominaisuudet – jotka mahdollistavat yli 10 kertaa 905 nm:n laseriin verrattuna huipputehon – mahdollistavat dronejen toiminnan matalilla korkeuksilla ilman lisäturvalaitteita, mikä parantaa huomattavasti miehitettyjen alueiden, kuten kaupunkien maanmittauksen ja maatalouskartoituksen, turvallisuutta ja joustavuutta.
Kädessä pidettävän maanmittauksen ja kartoituksen alalla 1,5 μm:n kuitulasereiden kasvava kysyntä liittyy läheisesti laitteen kannettavuuden ja suuren tarkkuuden ydinvaatimuksiin. Nykyaikaisten kädessä pidettävien mittauslaitteiden on tasapainotettava sopeutumiskykyä monimutkaisiin olosuhteisiin ja helppokäyttöisyyttä. 1,5 μm:n kuitulasereiden alhainen kohina ja korkea säteen laatu mahdollistavat kannettavien skannerien mikrometritason mittaustarkkuuden, mikä täyttää korkeat tarkkuusvaatimukset, kuten kulttuuriperintöjen digitointi ja teollisuuskomponenttien tunnistus. Perinteisiin 1,064 μm:n lasereihin verrattuna sen häiriönsietokyky on merkittävästi parempi ulkona voimakkaassa valossa. Yhdessä kosketuksettomien mittausominaisuuksien kanssa se voi nopeasti saada kolmiulotteista pistepilvidataa esimerkiksi muinaisten rakennusten restauroinnissa ja pelastuskohteissa ilman kohteen esikäsittelyä. Merkillepantavampaa on, että sen kompakti pakkausrakenne voidaan integroida alle 500 grammaa painaviin kannettaviin laitteisiin, joiden laaja lämpötila-alue on -30 ℃ - +60 ℃, mikä sopii täydellisesti useiden skenaarioiden, kuten kenttätutkimusten ja korjaamotarkastusten, tarpeisiin.
Ydintehtävänsä näkökulmasta 1,5 μm:n kuitulasereista on tullut keskeinen laite maanmittauskyvyn uudistamisessa. Miehittämättömissä ilma-alusten mittauksissa se toimii lasertutkan "sydämenä", saavuttaen senttimetritason etäisyystarkkuuden nanosekunnin pulssilähdön avulla, tarjoten tiheää pistepilvidataa maaston 3D-mallintamiseen ja voimalinjojen vierasesineiden havaitsemiseen sekä parantaen miehittämättömien ilma-alusten mittauksen tehokkuutta yli kolminkertaisesti perinteisiin menetelmiin verrattuna. Kansallisessa maanmittauksessa sen pitkän kantaman tunnistuskyky voi saavuttaa tehokkaan 10 neliökilometrin mittauksen lentoa kohden, ja datavirheet hallitaan 5 senttimetrin sisällä. Kannettavien mittausten alalla se antaa laitteille mahdollisuuden saavuttaa "skannaa ja hae" -käyttökokemuksen: kulttuuriperinnön suojelussa se voi tallentaa tarkasti kulttuurijäännösten pintarakenteen yksityiskohdat ja tarjota millimetritason 3D-malleja digitaalista arkistointia varten. Käänteisessä suunnittelussa monimutkaisten komponenttien geometriset tiedot voidaan saada nopeasti, mikä nopeuttaa tuotesuunnittelun iteraatioita. Hätätilanteiden kartoituksessa ja kartoituksessa reaaliaikaisten tiedonkäsittelyominaisuuksien avulla voidaan maanjäristysten, tulvien ja muiden katastrofien jälkeen luoda kolmiulotteinen malli vaurioituneesta alueesta tunnin kuluessa, mikä tarjoaa kriittistä tukea pelastuspäätöksenteolle. Laajasta ilmakuvauksesta tarkkaan maanpinnan skannaukseen, 1,5 μm:n kuitulaser vie maanmittausalaa uuteen "korkean tarkkuuden ja korkean tehokkuuden" aikakauteen.
3, Keskeiset edut
Havaitsemisalueen ydin on kaukaisin etäisyys, jolla laserin lähettämät fotonit voivat voittaa ilmakehän vaimennuksen ja kohteen heijastushäviön ja silti tulla vastaanottavan pään havaitsemaksi tehokkaina signaaleina. Seuraavat kirkkaan lähdelaserin 1,5 μm kuitulaserin indikaattorit hallitsevat suoraan tätä prosessia:
① Huipputeho (kW): vakiona 3 kW @ 3 ns & 100 kHz； Päivitetyssä tuotteessa 8 kW @ 3 ns & 100 kHz on tunnistusalueen "ydinvoima", joka edustaa laserin yhden pulssin aikana vapauttamaa hetkellistä energiaa ja on keskeinen tekijä, joka määrittää pitkän kantaman signaalien voimakkuuden. Droonien havaitsemisessa fotonien on kuljettava satoja tai jopa tuhansia metrejä ilmakehän läpi, mikä voi aiheuttaa vaimennusta Rayleigh-sironnan ja aerosolien absorption vuoksi (vaikka 1,5 μm:n kaista kuuluu "ilmakehän ikkunaan", siinä on silti luontainen vaimennus). Samanaikaisesti kohteen pinnan heijastavuus (kuten kasvillisuuden, metallien ja kivien erot) voi myös johtaa signaalin menetykseen. Kun huipputehoa lisätään, jopa pitkän matkan vaimennuksen ja heijastushäviön jälkeen vastaanottopäähän saapuvien fotonien määrä voi silti täyttää "signaali-kohinasuhteen kynnysarvon", mikä laajentaa havaitsemisaluetta - esimerkiksi lisäämällä 1,5 μm:n kuitulaserin huipputehoa 1 kW:sta 5 kW:iin samoissa ilmakehän olosuhteissa 10 %:n heijastavuuskohteiden havaitsemisaluetta voidaan laajentaa 200 metristä 350 metriin, mikä ratkaisee suoraan ongelman, joka liittyy "ei voida mitata kauas" laajamittaisissa tutkimustilanteissa, kuten vuoristoalueilla ja aavikoilla droneja varten.
② Pulssinleveys (ns): säädettävissä välillä 1–10 ns. Vakiotuotteen pulssinleveyden lämpötilapoikkeama täydessä lämpötilassa (-40–85 ℃) on ≤ 0,5 ns; lisäksi se voi saavuttaa täyden lämpötilan (-40–85 ℃) pulssinleveyden lämpötilapoikkeaman ≤ 0,2 ns. Tämä osoitin on etäisyystarkkuuden "aikaskaala", joka edustaa laserpulssien kestoa. Droonien tunnistuksen etäisyyden laskentaperiaate on "etäisyys = (valon nopeus x pulssin edestakainen kulkuaika)/2", joten pulssinleveys määrää suoraan "aikamittaustarkkuuden". Kun pulssinleveyttä pienennetään, pulssin "aikatarkkuus" kasvaa ja ajoitusvirhe "pulssin lähetysajan" ja "heijastuneen pulssin vastaanottoajan" välillä vastaanottopäässä pienenee merkittävästi.
③ Aallonpituuden vakaus: 1 pm/℃:n alueella viivan leveys täydessä lämpötilassa 0,128 nm toimii "tarkkuusankkurina" ympäristön häiriöiden aikana, ja laserin lähtöaallonpituus vaihtelee lämpötilan ja jännitteen muutosten mukaan. 1,5 μm:n aallonpituusalueella tunnistusjärjestelmä käyttää yleensä "aallonpituuden monimuotoisuuden vastaanottoa" tai "interferometriaa" tarkkuuden parantamiseksi, ja aallonpituuden vaihtelut voivat suoraan aiheuttaa mittauspisteiden poikkeamia – esimerkiksi kun drone työskentelee korkealla, ympäristön lämpötila voi nousta -10 ℃:sta 30 ℃:een. Jos 1,5 μm:n kuitulaserin aallonpituuden lämpötilakerroin on 5 pm/℃, aallonpituus vaihtelee 200 pm ja vastaava etäisyysmittausvirhe kasvaa 0,3 millimetriä (johdettu aallonpituuden ja valonnopeuden välisestä korrelaatiokaavasta). Erityisesti miehittämättömien ilma-alusten voimajohtojen partioinnissa on mitattava tarkkoja parametreja, kuten johtimien roikkumista ja johtimien välistä etäisyyttä. Epävakaa aallonpituus voi johtaa datapoikkeamiin ja vaikuttaa linjan turvallisuusarviointiin. Aallonpituuden lukitustekniikkaa käyttävä 1,5 μm:n laser pystyy säätämään aallonpituuden vakautta 1 pm/℃:n tarkkuudella, mikä varmistaa senttimetritason havaitsemistarkkuuden myös lämpötilan muuttuessa.
④ Indikaattorien synergia: Tarkkuuden ja kantaman välinen "tasapainottaja" todellisissa droonien havaitsemistilanteissa, joissa indikaattorit eivät toimi itsenäisesti, vaan niillä on yhteistyöhön perustuva tai rajoittava suhde. Esimerkiksi huipputehon lisääminen voi laajentaa havaitsemisaluetta, mutta pulssinleveyttä on tarpeen säätää tarkkuuden heikkenemisen välttämiseksi (pulssinkompressiotekniikan avulla on saavutettava tasapaino "suuren tehon ja kapean pulssin" välillä). Säteen laadun optimointi voi samanaikaisesti parantaa sekä kantamaa että tarkkuutta (säteen keskittyminen vähentää energianhukkaa ja mittaushäiriöitä, joita aiheuttavat päällekkäiset valopisteet pitkillä etäisyyksillä). 1,5 μm:n kuitulaserin etuna on sen kyky saavuttaa synergistinen optimointi "suuren huipputehon (1-10 kW), kapean pulssinleveyden (1-10 ns), korkean säteen laadun (M²<1,5) ja korkean aallonpituuden vakauden (<1pm/℃)" välillä kuitumateriaalin vähähäviöisten ominaisuuksien ja pulssimodulaatiotekniikan avulla. Tämä saavuttaa kaksoisläpimurron miehittämättömien ilma-alusten havaitsemisessa: "pitkän matkan (300–500 metriä) + korkean tarkkuuden (senttimetritaso)", mikä on myös sen keskeinen kilpailukyky perinteisten 905 nm:n ja 1064 nm:n lasereiden korvaamisessa miehittämättömien ilma-alusten kartoituksessa, pelastustehtävissä ja muissa tilanteissa.
Mukautettava
✅ Kiinteät pulssinleveyden ja pulssinleveyden lämpötilavaihtelun vaatimukset
✅ Tulostetyyppi ja tulostehaara
✅ Viitearvo valon haarautumissuhteesta
✅ Keskimääräinen virransäästö
✅ Lokalisoinnin kysyntä
Julkaisuaika: 28.10.2025