Географиялық ақпарат индустриясын тиімділік пен дәлдікке қарай жаңғырту толқынында, 1,5 мкм талшықты лазерлер пилотсыз ұшу аппараттарын түсіру және қолмен түсіру сияқты екі негізгі салада нарықтың өсуінің негізгі қозғаушы күшіне айналуда, бұл олардың оқиға орнының талаптарына терең бейімделуінің арқасында мүмкін. Төмен биіктіктегі түсіру және дрондарды пайдаланып төтенше жағдайларды түсіру сияқты қолданбалардың күрт өсуімен, сондай-ақ қолмен сканерлеу құрылғыларының жоғары дәлдік пен тасымалдануға қарай итерациялануымен, түсіруге арналған 1,5 мкм талшықты лазерлердің әлемдік нарығының көлемі 2024 жылға қарай 1,2 миллиард юаньнан асты, пилотсыз ұшу аппараттары мен қолмен ұсталатын құрылғыларға сұраныс жалпы көлемнің 60%-дан астамын құрайды және орташа жылдық өсу қарқынын 8,2% деңгейінде ұстап тұр. Бұл сұраныстың артында 1,5 мкм диапазонының бірегей өнімділігі мен түсіру сценарийлеріндегі дәлдік, қауіпсіздік және қоршаған ортаға бейімделуге қойылатын қатаң талаптар арасындағы тамаша резонанс жатыр.
1, Өнімге шолу
Lumispot компаниясының «1,5 мкм талшықты лазерлік сериясы» жоғары шың қуаты мен электро-оптикалық түрлендіру тиімділігіне, төмен ASE және сызықтық емес әсер шуылының қатынасына және кең жұмыс температурасы диапазонына ие MOPA күшейту технологиясын қолданады, бұл оны LiDAR лазерлік сәулелену көзі ретінде пайдалануға жарамды етеді. LiDAR және LiDAR сияқты геодезиялық жүйелерде 1,5 мкм талшықты лазер негізгі жарық көзі ретінде қолданылады және оның өнімділік көрсеткіштері анықтаудың «дәлдігі» мен «енін» тікелей анықтайды. Бұл екі өлшемнің өнімділігі жер бедерін түсіруде, нысананы тануда, электр желісін патрульдеуде және басқа да сценарийлерде пилотсыз ұшу аппараттарының тиімділігі мен сенімділігімен тікелей байланысты. Физикалық беру заңдары мен сигналды өңдеу логикасы тұрғысынан шың қуаты, импульс ені және толқын ұзындығының тұрақтылығы сияқты үш негізгі көрсеткіш анықтау дәлдігі мен диапазонына әсер ететін негізгі айнымалылар болып табылады. Олардың әрекет ету механизмін «сигнал беру атмосфералық беру нысанасының шағылысқан сигналын қабылдау» тізбегі арқылы бөлуге болады.
2, Қолдану өрістері
Пилотсыз әуеден түсіру және картаға түсіру саласында 1,5 мкм талшықты лазерлерге деген сұраныс әуе операцияларындағы ауырсыну нүктелерін дәл анықтауына байланысты күрт өсті. Пилотсыз әуе кемелерінің платформасында пайдалы жүктеменің көлеміне, салмағына және энергия тұтынуына қатаң шектеулер бар, ал 1,5 мкм талшықты лазердің ықшам құрылымдық дизайны мен жеңіл сипаттамалары лазерлік радар жүйесінің салмағын дәстүрлі жабдықтың үштен біріне дейін қыса алады, бұл көп роторлы және бекітілген қанатты сияқты әртүрлі пилотсыз әуе кемелерінің модельдеріне тамаша бейімделеді. Ең бастысы, бұл диапазон атмосфералық берілістің «алтын терезесінде» орналасқан. Жиі қолданылатын 905 нм лазермен салыстырғанда, оның беріліс әлсіреуі тұман мен шаң сияқты күрделі метеорологиялық жағдайларда 40%-дан астамға азаяды. КВт-қа дейінгі ең жоғары қуатымен ол 10% шағылыстыру қабілетімен нысаналар үшін 250 метрден астам анықтау қашықтығына қол жеткізе алады, бұл таулы аймақтарда, шөлдерде және басқа аймақтарда түсіру кезінде пилотсыз әуе кемелерінің «айқын емес көріну және қашықтықты өлшеу» мәселесін шешеді. Сонымен қатар, оның адам көзінің қауіпсіздігін қамтамасыз ететін тамаша мүмкіндіктері - 905 нм лазерге қарағанда 10 еседен астам ең жоғары қуатқа мүмкіндік береді - дрондарға қосымша қауіпсіздік қорғаныс құрылғыларын қажет етпей төмен биіктікте жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл қалалық түсірілім және ауылшаруашылық картаға түсіру сияқты адам басқаратын аумақтардың қауіпсіздігі мен икемділігін айтарлықтай жақсартады.
Қолмен түсіру және картаға түсіру саласында 1,5 мкм талшықты лазерлерге деген сұраныстың артуы құрылғылардың тасымалдануы мен жоғары дәлдігінің негізгі талаптарымен тығыз байланысты. Қазіргі заманғы қолмен түсіру жабдықтары күрделі көріністерге бейімделуді және пайдаланудың қарапайымдылығын теңестіруі керек. 1,5 мкм талшықты лазерлердің төмен шу шығаруы және жоғары сәуле сапасы қолмен түсіру сканерлеріне мәдени жәдігерлерді цифрландыру және өнеркәсіптік компоненттерді анықтау сияқты жоғары дәлдіктегі талаптарға сай келетін микрометр деңгейін өлшеу дәлдігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Дәстүрлі 1,064 мкм лазерлермен салыстырғанда, оның кедергіге қарсы қабілеті сыртқы күшті жарық ортасында айтарлықтай жақсарады. Байланыссыз өлшеу сипаттамаларымен бірге, ол нысананы алдын ала өңдеуді қажет етпей, ежелгі ғимараттарды қалпына келтіру және апаттық құтқару орындары сияқты сценарийлерде үш өлшемді нүктелік бұлт деректерін тез ала алады. Ең бастысы, оның ықшам қаптамасының дизайны салмағы 500 грамнан аз қолмен ұстау құрылғыларына біріктірілуі мүмкін, -30 ℃-тан +60 ℃-қа дейінгі кең температура диапазонымен, далалық түсірілімдер мен шеберханаларды тексеру сияқты көп сценарийлік операциялардың қажеттіліктеріне тамаша бейімделеді.
Негізгі рөлі тұрғысынан алғанда, 1,5 мкм талшықты лазерлер геодезиялық мүмкіндіктерді қайта құрудың негізгі құрылғысына айналды. Пилотсыз ұшу аппараттарының геодезиялық зерттеулерінде ол лазерлік радардың «жүрегі» ретінде қызмет етеді, наносекундтық импульс шығысы арқылы сантиметрлік деңгейдегі өлшеу дәлдігіне қол жеткізеді, жер бедерін 3D модельдеу және электр желісіндегі бөгде заттарды анықтау үшін жоғары тығыздықтағы нүктелік бұлт деректерін қамтамасыз етеді және дәстүрлі әдістермен салыстырғанда пилотсыз ұшу аппараттарының геодезиялық зерттеулерінің тиімділігін үш еседен астам арттырады; Ұлттық жерді геодезиялық зерттеулер аясында оның ұзақ қашықтықтағы анықтау мүмкіндігі ұшу кезінде 10 шаршы шақырым аумақты тиімді геодезиялық зерттеулерге қол жеткізе алады, деректердегі қателіктер 5 сантиметр шегінде бақыланады. Қолмен геодезиялық зерттеулер саласында ол құрылғыларға «сканерлеу және алу» операциялық тәжірибесіне қол жеткізуге мүмкіндік береді: мәдени мұраны қорғауда ол мәдени жәдігерлердің беткі құрылымының бөлшектерін дәл түсіре алады және сандық мұрағаттау үшін миллиметрлік деңгейдегі 3D модельдерді ұсына алады; Кері инженерияда күрделі компоненттердің геометриялық деректерін тез алуға болады, бұл өнімді жобалау итерацияларын жеделдетеді; Төтенше жағдайлардағы түсірілімдер мен картаға түсіру кезінде нақты уақыт режимінде деректерді өңдеу мүмкіндіктерімен жер сілкінісі, су тасқыны және басқа да апаттар болғаннан кейін бір сағат ішінде зардап шеккен аймақтың үш өлшемді моделін жасауға болады, бұл құтқару шешімдерін қабылдауға маңызды қолдау көрсетеді. Ірі көлемді әуе түсірілімдерінен бастап жерді дәл сканерлеуге дейін 1,5 мкм талшықты лазер түсірілім саласын «жоғары дәлдік+жоғары тиімділік» жаңа дәуіріне алып келеді.
3, Негізгі артықшылықтары
Анықтау диапазонының мәні - лазер шығаратын фотондар атмосфералық әлсіреуді және нысананың шағылысу шығынын еңсере алатын және қабылдаушы тараппен тиімді сигналдар ретінде ұсталатын ең алыс қашықтық. Жарық көзді лазердің 1,5 мкм талшықты лазерінің келесі индикаторлары бұл процесте тікелей басымдыққа ие:
① Шың қуаты (кВт): стандартты 3 кВт @ 3 нс және 100 кГц; Жаңартылған 8 кВт @ 3 нс және 100 кГц өнімі анықтау диапазонының «негізгі қозғаушы күші» болып табылады, лазердің бір импульс ішінде бөлінетін лездік энергиясын білдіреді және ұзақ қашықтықтағы сигналдардың күшін анықтайтын негізгі фактор болып табылады. Дронды анықтауда фотондар атмосфера арқылы жүздеген немесе тіпті мыңдаған метрге жүруі керек, бұл Рейли шашырауына және аэрозольдің жұтылуына байланысты әлсіреуге әкелуі мүмкін (1,5 мкм жолағы «атмосфералық терезеге» жатса да, әлі де өзіндік әлсіреу бар). Сонымен қатар, нысана бетінің шағылысу қабілеті (мысалы, өсімдіктердегі, металдардағы және тастардағы айырмашылықтар) сигналдың жоғалуына әкелуі мүмкін. Шың қуаты артқан кезде, тіпті алыс қашықтықтағы әлсіреу мен шағылысу жоғалғаннан кейін де, қабылдаушы жаққа жететін фотондар саны «сигнал-шуыл қатынасы шегіне» жете алады, осылайша анықтау диапазонын кеңейтеді - мысалы, 1,5 мкм талшықты лазердің шың қуатын 1 кВт-тан 5 кВт-қа дейін арттыру арқылы, сол атмосфералық жағдайларда 10% шағылысу нысаналарының анықтау диапазонын 200 метрден 350 метрге дейін кеңейтуге болады, бұл таулы аймақтар мен дрондар үшін шөлдер сияқты ірі көлемді зерттеу сценарийлеріндегі «алыс өлшей алмау» мәселесін тікелей шешеді.
2 Импульс ені (нс): 1-ден 10нс-ке дейін реттеледі. Стандартты өнімнің толық температуралық (-40~85 ℃) импульс енінің температуралық ауытқуы ≤ 0,5нс; одан әрі ол толық температуралық (-40~85 ℃) импульс енінің температуралық ауытқуына ≤ 0,2нс жетуі мүмкін. Бұл индикатор қашықтық дәлдігінің «уақыт шкаласы», лазерлік импульстардың ұзақтығын білдіреді. Дронды анықтауға арналған қашықтықты есептеу принципі «қашықтық=(жарық жылдамдығы x импульстің айналып өту уақыты)/2», сондықтан импульс ені «уақытты өлшеу дәлдігін» тікелей анықтайды. Импульс ені азайған кезде импульстің «уақыт өткірлігі» артады және «импульстің шығарылу уақыты» мен қабылдау жағындағы «шағылысқан импульсті қабылдау уақыты» арасындағы уақыт қателігі айтарлықтай азаяды.
③ Толқын ұзындығының тұрақтылығы: сағат 13:00/℃ шегінде, 0,128 нм толық температурадағы сызық ені қоршаған ортаның кедергісі кезіндегі «дәлдік тірегі» және температура мен кернеудің өзгеруіне байланысты лазер шығысының толқын ұзындығының ауытқу диапазоны болып табылады. 1,5 мкм толқын ұзындығы диапазонындағы анықтау жүйесі әдетте дәлдікті жақсарту үшін «толқын ұзындығының әртүрлілігін қабылдау» немесе «интерферометрия» технологиясын пайдаланады, ал толқын ұзындығының ауытқуы өлшеу эталонының ауытқуына тікелей әкелуі мүмкін - мысалы, дрон биіктікте жұмыс істеген кезде қоршаған орта температурасы -10 ℃-ден 30 ℃-ге дейін көтерілуі мүмкін. Егер 1,5 мкм талшықты лазердің толқын ұзындығының температура коэффициенті сағат 17:00/℃ болса, толқын ұзындығы сағат 200 ℃-ке ауытқиды, ал сәйкес қашықтықты өлшеу қателігі 0,3 миллиметрге артады (толқын ұзындығы мен жарық жылдамдығы арасындағы корреляция формуласынан алынған). Әсіресе, ұшқышсыз ұшу аппараттарының электр желісін патрульдеуде сымның салбырауы және желіаралық қашықтық сияқты дәл параметрлерді өлшеу қажет. Тұрақсыз толқын ұзындығы деректердің ауытқуына әкелуі және желі қауіпсіздігін бағалауға әсер етуі мүмкін; Толқын ұзындығын бекіту технологиясын қолданатын 1,5 мкм лазер толқын ұзындығының тұрақтылығын сағат 13:00/℃ аралығында басқара алады, бұл температура өзгерген кезде де сантиметр деңгейін анықтау дәлдігін қамтамасыз етеді.
④ Индикатор синергиясы: Нақты дрондарды анықтау сценарийлеріндегі дәлдік пен қашықтық арасындағы «теңгерімші», мұнда индикаторлар тәуелсіз әрекет етпейді, керісінше бірлескен немесе шектеуші байланысқа ие. Мысалы, шың қуатын арттыру анықтау диапазонын кеңейтуі мүмкін, бірақ дәлдіктің төмендеуіне жол бермеу үшін импульс енін бақылау қажет («жоғары қуат+тар импульс» тепе-теңдігіне импульсті қысу технологиясы арқылы қол жеткізу қажет); Сәуле сапасын оңтайландыру қашықтық пен дәлдікті бір уақытта жақсарта алады (сәуле концентрациясы ұзақ қашықтықтағы жарық нүктелерінің қабаттасуы салдарынан энергия шығынын және өлшеу кедергісін азайтады). 1,5 мкм талшықты лазердің артықшылығы талшықты ортаның төмен шығын сипаттамалары мен импульстік модуляция технологиясы арқылы «жоғары шың қуатын (1-10 кВт), тар импульс енін (1-10 нс), жоғары сәуле сапасын (M²<1,5) және жоғары толқын ұзындығының тұрақтылығын (<1pm/℃)» синергетикалық оңтайландыруға қол жеткізу қабілетінде. Бұл пилотсыз ұшу аппараттарын анықтауда «алыс қашықтық (300-500 метр) + жоғары дәлдік (сантиметрлік деңгей)» қос жетістікке қол жеткізеді, бұл сонымен қатар пилотсыз ұшу аппараттарын зерттеуде, авариялық-құтқару жұмыстарында және басқа да сценарийлерде дәстүрлі 905 нм және 1064 нм лазерлерді ауыстырудағы негізгі бәсекеге қабілеттілігі болып табылады.
Теңшелетін
✅ Импульс ені мен импульс енінің температура ауытқуының бекітілген талаптары
✅ Шығыс түрі және шығыс тармағы
✅ Анықтамалық жарық бұтақтарының бөліну коэффициенті
✅ Орташа қуат тұрақтылығы
✅ Локализацияға сұраныс
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 28 қазан