In de golf van modernisering van de landmeet- en cartografie-industrie, gericht op efficiëntie en precisie, vormen 1,5 μm-vezellasers de belangrijkste drijvende kracht achter de marktgroei in de twee belangrijkste toepassingsgebieden: landmeting met onbemande luchtvaartuigen (UAV's) en handmatige landmeting. Dit is te danken aan hun uitstekende aanpasbaarheid aan de specifieke omstandigheden. Door de explosieve groei van toepassingen zoals landmeting op lage hoogte en noodkartering met drones, en de ontwikkeling van steeds nauwkeurigere en draagbaardere handscanners, zal de wereldwijde markt voor 1,5 μm-vezellasers voor landmeting naar verwachting in 2024 de 1,2 miljard yuan overschrijden. De vraag naar UAV's en handmatige apparaten is goed voor meer dan 60% van het totaal en kent een gemiddelde jaarlijkse groei van 8,2%. Deze sterke vraag is te danken aan de perfecte combinatie van de unieke prestaties van de 1,5 μm-band met de strenge eisen op het gebied van nauwkeurigheid, veiligheid en aanpassingsvermogen aan diverse omgevingsomstandigheden in landmeetscenario's.
1. Productoverzicht
De "1,5 µm Fiber Laser Series" van Lumispot maakt gebruik van MOPA-versterkingstechnologie, die een hoog piekvermogen en elektro-optische conversie-efficiëntie, een lage ASE- en niet-lineaire ruisratio en een breed werktemperatuurbereik heeft, waardoor deze geschikt is voor gebruik als laserbron voor LiDAR-systemen. In meetsystemen zoals LiDAR en LiDAR wordt een 1,5 µm fiberlaser gebruikt als de belangrijkste lichtbron, en de prestatie-indicatoren ervan bepalen direct de "nauwkeurigheid" en "bereik" van de detectie. De prestaties op deze twee vlakken zijn direct gerelateerd aan de efficiëntie en betrouwbaarheid van onbemande luchtvaartuigen bij terreinmetingen, doelherkenning, inspectie van hoogspanningsleidingen en andere scenario's. Vanuit het perspectief van fysische transmissiewetten en signaalverwerkingslogica zijn de drie kernindicatoren piekvermogen, pulsbreedte en golflengtestabiliteit cruciale variabelen die de detectienauwkeurigheid en het bereik beïnvloeden. Hun werkingsmechanisme kan worden ontleed in de gehele keten van "signaaloverdracht → atmosferische transmissie → doelreflectie → signaalontvangst".
2. Toepassingsgebieden
In de sector van onbemande luchtfotografie en -kartering is de vraag naar 1,5 μm-vezellasers enorm toegenomen vanwege hun nauwkeurige resolutie van knelpunten in luchtoperaties. Het platform van een onbemand luchtvaartuig kent strikte beperkingen wat betreft volume, gewicht en energieverbruik van de payload. Het compacte ontwerp en het lichte gewicht van de 1,5 μm-vezellaser kunnen het gewicht van het laserradarsysteem echter terugbrengen tot een derde van dat van traditionele apparatuur, waardoor deze perfect geschikt is voor diverse typen onbemande luchtvaartuigen, zoals multirotor- en vastevleugelvliegtuigen. Belangrijker nog is dat deze band zich in het "gouden venster" van atmosferische transmissie bevindt. Vergeleken met de veelgebruikte 905 nm-laser is de transmissieverzwakking onder complexe meteorologische omstandigheden, zoals mist en stof, met meer dan 40% verminderd. Met een piekvermogen tot wel kW kan het een detectieafstand van meer dan 250 meter bereiken voor objecten met een reflectiviteit van 10%, waardoor het probleem van "onduidelijk zicht en afstandsmeting" voor onbemande luchtvaartuigen tijdens surveys in bergachtige gebieden, woestijnen en andere regio's wordt opgelost. Tegelijkertijd maken de uitstekende oogveiligheidseigenschappen – waardoor een piekvermogen van meer dan 10 keer dat van een 905nm-laser mogelijk is – het voor drones mogelijk om op lage hoogte te opereren zonder extra afscherming, wat de veiligheid en flexibiliteit van bemande gebieden zoals stedelijke surveys en landbouwkartering aanzienlijk verbetert.
In de wereld van draagbare landmeet- en cartografieapparatuur is de toenemende vraag naar 1,5 μm fiberlasers nauw verbonden met de kernvereisten van draagbaarheid en hoge precisie. Moderne draagbare meetapparatuur moet een balans bieden tussen aanpassingsvermogen aan complexe omgevingen en gebruiksgemak. De lage ruisoutput en hoge straalkwaliteit van 1,5 μm fiberlasers stellen draagbare scanners in staat om meetnauwkeurigheden op micrometerniveau te bereiken, waarmee wordt voldaan aan hoge precisie-eisen zoals de digitalisering van cultureel erfgoed en de detectie van industriële componenten. Vergeleken met traditionele 1,064 μm lasers is de storingsbestendigheid aanzienlijk verbeterd in omgevingen met fel licht. In combinatie met de contactloze meeteigenschappen kan snel driedimensionale puntenwolkdata worden verkregen in scenario's zoals restauratie van oude gebouwen en noodhulplocaties, zonder dat voorbewerking van het doel nodig is. Wat nog opmerkelijker is, is dat het compacte ontwerp van de verpakking kan worden geïntegreerd in handzame apparaten die minder dan 500 gram wegen, met een breed temperatuurbereik van -30 ℃ tot +60 ℃, waardoor het perfect aansluit op de behoeften van uiteenlopende toepassingen zoals veldonderzoeken en werkplaatsinspecties.
Vanuit het perspectief van zijn kernrol zijn 1,5 μm-vezellasers een sleutelcomponent geworden voor het herdefiniëren van landmeetkundige mogelijkheden. Bij landmetingen met onbemande luchtvaartuigen (UAV's) fungeert de laser als het "hart" van de laserradar, waardoor een nauwkeurigheid van centimeters wordt bereikt dankzij de nanoseconde-pulsoutput. Dit levert puntwolken met een hoge dichtheid voor 3D-terreinmodellering en detectie van vreemde objecten langs hoogspanningsleidingen, en verbetert de efficiëntie van UAV-landmetingen met meer dan een factor drie ten opzichte van traditionele methoden. In de context van nationale landmetingen maakt het detectiebereik op lange afstand efficiënte metingen mogelijk van 10 vierkante kilometer per vlucht, met datafouten die binnen 5 centimeter blijven. Op het gebied van handmetingen maakt de laser een "scan en krijg"-functionaliteit mogelijk: bij de bescherming van cultureel erfgoed kan de laser nauwkeurig de oppervlaktestructuur van culturele objecten vastleggen en 3D-modellen op millimeterniveau leveren voor digitale archivering. Bij reverse engineering kunnen geometrische gegevens van complexe componenten snel worden verkregen, waardoor productontwerpiteraties worden versneld. Bij noodlandingen en -kartering kan, dankzij realtime dataverwerking, binnen een uur na aardbevingen, overstromingen en andere rampen een driedimensionaal model van het getroffen gebied worden gegenereerd. Dit biedt cruciale ondersteuning bij besluitvorming over reddingsoperaties. Van grootschalige luchtfoto-onderzoeken tot nauwkeurige grondscans, de 1,5 μm fiberlaser luidt een nieuw tijdperk in voor de landmeetkunde, gekenmerkt door "hoge precisie en hoge efficiëntie".
3. Kernvoordelen
De essentie van het detectiebereik is de grootste afstand waarop de door de laser uitgezonden fotonen de atmosferische verzwakking en reflectieverliezen van het doelwit kunnen overwinnen en nog steeds als effectieve signalen door de ontvanger kunnen worden opgevangen. De volgende indicatoren van de heldere laserbron (1,5 μm fiberlaser) bepalen dit proces direct:
① Piekvermogen (kW): standaard 3 kW bij 3 ns en 100 kHz; Verbeterd product 8 kW bij 3 ns en 100 kHz. Dit is de "kernkracht" van het detectiebereik en vertegenwoordigt de momentane energie die door de laser in één puls wordt vrijgegeven. Het is de belangrijkste factor die de sterkte van signalen over lange afstand bepaalt. Bij dronedetectie moeten fotonen honderden of zelfs duizenden meters door de atmosfeer afleggen, wat kan leiden tot verzwakking door Rayleigh-verstrooiing en absorptie door aerosolen (hoewel de 1,5 μm-band tot het "atmosferische venster" behoort, is er nog steeds sprake van inherente verzwakking). Tegelijkertijd kan de reflectiviteit van het doeloppervlak (zoals verschillen in vegetatie, metalen en rotsen) ook leiden tot signaalverlies. Wanneer het piekvermogen wordt verhoogd, kan zelfs na verzwakking en reflectieverlies over lange afstand het aantal fotonen dat de ontvanger bereikt nog steeds voldoen aan de drempelwaarde voor de signaal-ruisverhouding, waardoor het detectiebereik wordt vergroot. Zo kan bijvoorbeeld door het piekvermogen van een 1,5 μm fiberlaser te verhogen van 1 kW naar 5 kW, onder dezelfde atmosferische omstandigheden, het detectiebereik van objecten met een reflectiviteit van 10% worden uitgebreid van 200 meter naar 350 meter. Dit lost direct het probleem op van "niet in staat zijn om over grote afstanden te meten" bij grootschalige surveys met drones in bijvoorbeeld bergachtige gebieden en woestijnen.
② Pulsbreedte (ns): instelbaar van 1 tot 10 ns. Het standaardproduct heeft een temperatuurdrift van de pulsbreedte bij een volledig temperatuurbereik (-40~85 ℃) van ≤ 0,5 ns; bovendien kan een temperatuurdrift van de pulsbreedte bij een volledig temperatuurbereik (-40~85 ℃) van ≤ 0,2 ns worden bereikt. Deze indicator is de "tijdschaal" van de afstandsnauwkeurigheid en vertegenwoordigt de duur van de laserpulsen. Het principe voor afstandsberekening bij dronedetectie is "afstand = (lichtsnelheid x puls-rondreistijd) / 2", dus de pulsbreedte bepaalt direct de "tijdsnauwkeurigheid". Wanneer de pulsbreedte wordt verkleind, neemt de "tijdscherpte" van de puls toe en wordt de timingfout tussen het "pulsemissietijdstip" en het "ontvangsttijdstip van de gereflecteerde puls" aan de ontvangende kant aanzienlijk verminderd.
③ Golflengtestabiliteit: binnen 1 pm/℃ is de lijnbreedte bij volledige temperatuur van 0,128 nm de "nauwkeurigheidsreferentie" onder omgevingsinvloeden, en het fluctuatiebereik van de laseruitgangsgolflengte met temperatuur- en spanningsveranderingen. Het detectiesysteem in de 1,5 μm-golflengteband maakt doorgaans gebruik van "golflengtediversiteitsontvangst" of "interferometrie"-technologie om de nauwkeurigheid te verbeteren. Golflengteschommelingen kunnen direct leiden tot afwijkingen in de meetreferentie - bijvoorbeeld wanneer een drone op grote hoogte werkt, kan de omgevingstemperatuur stijgen van -10 ℃ tot 30 ℃. Als de golflengte-temperatuurcoëfficiënt van de 1,5 μm-vezellaser 5 pm/℃ is, zal de golflengte met 200 pm fluctueren en zal de bijbehorende afstandsmeetfout met 0,3 millimeter toenemen (afgeleid van de correlatieformule tussen golflengte en lichtsnelheid). Vooral bij het patrouilleren van hoogspanningsleidingen door onbemande luchtvaartuigen moeten nauwkeurige parameters zoals draaddoorbuiging en afstand tussen leidingen worden gemeten. Een instabiele golflengte kan leiden tot afwijkingen in de meetgegevens en de beoordeling van de lijnveiligheid beïnvloeden. De 1,5 μm laser maakt gebruik van golflengtevergrendelingstechnologie om de golflengtestabiliteit binnen 1 pm/℃ te houden, waardoor een detectienauwkeurigheid op centimeterniveau wordt gegarandeerd, zelfs bij temperatuurschommelingen.
④ Synergie tussen indicatoren: De "balancer" tussen nauwkeurigheid en bereik in daadwerkelijke dronedetectiescenario's, waar indicatoren niet onafhankelijk van elkaar werken, maar juist een samenwerkende of beperkende relatie hebben. Het verhogen van het piekvermogen kan bijvoorbeeld het detectiebereik vergroten, maar het is noodzakelijk om de pulsbreedte te controleren om een afname van de nauwkeurigheid te voorkomen (een balans tussen "hoog vermogen + smalle puls" moet worden bereikt door middel van pulscompressietechnologie). Het optimaliseren van de straalkwaliteit kan tegelijkertijd het bereik en de nauwkeurigheid verbeteren (straalconcentratie vermindert energieverspilling en meetinterferentie veroorzaakt door overlappende lichtvlekken op grote afstand). Het voordeel van een 1,5 μm vezellaser ligt in het vermogen om een synergetische optimalisatie te bereiken van "hoog piekvermogen (1-10 kW), smalle pulsbreedte (1-10 ns), hoge straalkwaliteit (M²<1,5) en hoge golflengtestabiliteit (<1 pm/℃)" dankzij de lage verlieseigenschappen van vezelmedia en pulsmodulatietechnologie. Dit zorgt voor een dubbele doorbraak: "grote afstand (300-500 meter) + hoge precisie (centimeterniveau)" bij de detectie van onbemande luchtvaartuigen. Dit is tevens de kern van het concurrentievoordeel bij het vervangen van traditionele 905nm- en 1064nm-lasers in onbemande luchtvaartuigverkenning, noodhulpoperaties en andere toepassingen.
Aanpasbaar
✅ Vaste pulsbreedte en pulsbreedte-temperatuurdriftvereisten
✅ Uitvoertype & uitvoertak
✅ Referentieverhouding voor het splitsen van lichttakken
✅ Gemiddelde vermogensstabiliteit
✅ Lokalisatiebehoefte
Geplaatst op: 28 oktober 2025