«نور» دقیق، ارتفاعات پایین را توانمند می‌سازد: لیزرهای فیبری عصر جدیدی از نقشه‌برداری و نقشه‌برداری را رهبری می‌کنند

از منظر نقش اصلی خود، لیزرهای فیبری ۱.۵ میکرومتری به ابزاری کلیدی برای تغییر شکل قابلیت‌های نقشه‌برداری تبدیل شده‌اند. در نقشه‌برداری با هواپیماهای بدون سرنشین، این لیزرها به عنوان "قلب" رادار لیزری عمل می‌کنند و از طریق خروجی پالس نانوثانیه به دقت برد در سطح سانتی‌متر دست می‌یابند، داده‌های ابر نقطه‌ای با چگالی بالا را برای مدل‌سازی سه‌بعدی زمین و تشخیص جسم خارجی خطوط برق ارائه می‌دهند و کارایی نقشه‌برداری با هواپیماهای بدون سرنشین را بیش از سه برابر در مقایسه با روش‌های سنتی بهبود می‌بخشند. در زمینه نقشه‌برداری ملی زمین، قابلیت تشخیص برد بلند آن می‌تواند به نقشه‌برداری کارآمد ۱۰ کیلومتر مربع در هر پرواز، با خطاهای داده کنترل‌شده در محدوده ۵ سانتی‌متر، دست یابد. در زمینه نقشه‌برداری دستی، این لیزرها دستگاه‌ها را قادر می‌سازد تا به یک تجربه عملیاتی "اسکن و دریافت" دست یابند: در حفاظت از میراث فرهنگی، می‌تواند جزئیات بافت سطحی آثار فرهنگی را به طور دقیق ثبت کند و مدل‌های سه‌بعدی در سطح میلی‌متری را برای بایگانی دیجیتال ارائه دهد. در مهندسی معکوس، داده‌های هندسی اجزای پیچیده را می‌توان به سرعت به دست آورد و تکرارهای طراحی محصول را تسریع کرد. در نقشه‌برداری و نقشه‌برداری اضطراری، با قابلیت‌های پردازش داده‌های بلادرنگ، می‌توان ظرف یک ساعت پس از وقوع زلزله، سیل و سایر بلایا، یک مدل سه‌بعدی از منطقه آسیب‌دیده ایجاد کرد که پشتیبانی حیاتی برای تصمیم‌گیری در عملیات نجات فراهم می‌کند. از نقشه‌برداری‌های هوایی در مقیاس بزرگ گرفته تا اسکن دقیق زمین، لیزر فیبری ۱.۵ میکرومتری، صنعت نقشه‌برداری را به دوران جدیدی از "دقت بالا + راندمان بالا" سوق می‌دهد.

۳، مزایای اصلی

ماهیت محدوده تشخیص، دورترین فاصله‌ای است که در آن فوتون‌های ساطع شده توسط لیزر می‌توانند بر میرایی جوی و اتلاف بازتاب هدف غلبه کنند و همچنان توسط گیرنده به عنوان سیگنال‌های مؤثر دریافت شوند. شاخص‌های زیر در مورد لیزر فیبری با منبع روشن ۱.۵ میکرومتر مستقیماً بر این فرآیند تسلط دارند:

① توان اوج (کیلووات): استاندارد 3 کیلووات در 3 نانوثانیه و 100 کیلوهرتز؛ محصول ارتقا یافته 8 کیلووات در 3 نانوثانیه و 100 کیلوهرتز "نیروی محرکه اصلی" محدوده تشخیص است که نشان دهنده انرژی آنی آزاد شده توسط لیزر در یک پالس واحد است و عامل کلیدی تعیین کننده قدرت سیگنال های مسافت طولانی است. در تشخیص پهپادها، فوتون ها باید صدها یا حتی هزاران متر از جو عبور کنند که می تواند به دلیل پراکندگی ریلی و جذب آئروسل باعث تضعیف شود (اگرچه باند 1.5 میکرومتر متعلق به "پنجره جوی" است، اما هنوز هم تضعیف ذاتی وجود دارد). در عین حال، بازتاب سطح هدف (مانند تفاوت در پوشش گیاهی، فلزات و سنگ ها) نیز می تواند منجر به از دست دادن سیگنال شود. وقتی توان اوج افزایش می‌یابد، حتی پس از تضعیف و از دست دادن بازتاب در مسافت‌های طولانی، تعداد فوتون‌هایی که به انتهای گیرنده می‌رسند، هنوز هم می‌توانند به «آستانه نسبت سیگنال به نویز» برسند و در نتیجه محدوده تشخیص را افزایش دهند - برای مثال، با افزایش توان اوج یک لیزر فیبری ۱.۵ میکرومتری از ۱ کیلووات به ۵ کیلووات، تحت همان شرایط جوی، محدوده تشخیص اهداف با بازتاب ۱۰٪ می‌تواند از ۲۰۰ متر به ۳۵۰ متر افزایش یابد و مستقیماً مشکل «عدم توانایی اندازه‌گیری دور» را در سناریوهای نقشه‌برداری در مقیاس بزرگ مانند مناطق کوهستانی و بیابان‌ها برای پهپادها حل کند.

② پهنای پالس (ns): قابل تنظیم از 1 تا 10 نانوثانیه. محصول استاندارد دارای رانش دمای پهنای پالس در دمای کامل (-40~85 ℃) ≤ 0.5 نانوثانیه است. علاوه بر این، می‌تواند به رانش دمای پهنای پالس در دمای کامل (-40~85 ℃) ≤ 0.2 نانوثانیه برسد. این شاخص "مقیاس زمانی" دقت فاصله است که مدت زمان پالس‌های لیزر را نشان می‌دهد. اصل محاسبه فاصله برای تشخیص پهپاد "فاصله = (سرعت نور x زمان رفت و برگشت پالس) / 2" است، بنابراین پهنای پالس مستقیماً "دقت اندازه‌گیری زمان" را تعیین می‌کند. هنگامی که پهنای پالس کاهش می‌یابد، "شدت زمانی" پالس افزایش می‌یابد و خطای زمانی بین "زمان انتشار پالس" و "زمان دریافت پالس منعکس شده" در انتهای گیرنده به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

③ پایداری طول موج: در محدوده 1pm/℃، پهنای خط در دمای کامل 0.128 نانومتر، "لنگر دقت" تحت تداخل محیطی است و محدوده نوسان طول موج خروجی لیزر با تغییرات دما و ولتاژ را نشان می‌دهد. سیستم تشخیص در باند طول موج 1.5 میکرومتر معمولاً از فناوری "دریافت تنوع طول موج" یا "تداخل سنجی" برای بهبود دقت استفاده می‌کند و نوسانات طول موج می‌تواند مستقیماً باعث انحراف معیار اندازه‌گیری شود - به عنوان مثال، هنگامی که یک پهپاد در ارتفاع بالا کار می‌کند، دمای محیط ممکن است از -10 ℃ به 30 ℃ افزایش یابد. اگر ضریب دمای طول موج لیزر فیبر 1.5 میکرومتر 5pm/℃ باشد، طول موج تا 200pm نوسان خواهد داشت و خطای اندازه‌گیری فاصله مربوطه 0.3 میلی‌متر افزایش می‌یابد (برگرفته از فرمول همبستگی بین طول موج و سرعت نور). به خصوص در گشت‌زنی خطوط برق وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین، پارامترهای دقیقی مانند افتادگی سیم و فاصله بین خطوط باید اندازه‌گیری شوند. طول موج ناپایدار می‌تواند منجر به انحراف داده‌ها شود و بر ارزیابی ایمنی خط تأثیر بگذارد؛ لیزر ۱.۵ میکرومتری با استفاده از فناوری قفل طول موج می‌تواند پایداری طول موج را در محدوده ۱pm/℃ کنترل کند و دقت تشخیص در سطح سانتی‌متر را حتی در صورت بروز تغییرات دما تضمین کند.

④ هم‌افزایی نشانگر: "متعادل‌کننده" بین دقت و برد در سناریوهای واقعی تشخیص پهپاد، که در آن‌ها نشانگرها مستقل عمل نمی‌کنند، بلکه رابطه‌ای مشارکتی یا محدودکننده دارند. به عنوان مثال، افزایش توان اوج می‌تواند برد تشخیص را افزایش دهد، اما کنترل پهنای پالس برای جلوگیری از کاهش دقت ضروری است (تعادل "توان بالا + پالس باریک" باید از طریق فناوری فشرده‌سازی پالس حاصل شود)؛ بهینه‌سازی کیفیت پرتو می‌تواند به طور همزمان برد و دقت را بهبود بخشد (تمرکز پرتو، اتلاف انرژی و تداخل اندازه‌گیری ناشی از همپوشانی نقاط نور در فواصل طولانی را کاهش می‌دهد). مزیت لیزر فیبری ۱.۵ میکرومتری در توانایی آن در دستیابی به بهینه‌سازی هم‌افزایی "توان اوج بالا (۱-۱۰ کیلووات)، پهنای پالس باریک (۱-۱۰ نانوثانیه)، کیفیت پرتو بالا (M²<1.5) و پایداری طول موج بالا (<1pm/℃)" از طریق ویژگی‌های کم اتلاف رسانه فیبر و فناوری مدولاسیون پالس نهفته است. این امر به دستیابی به موفقیت دوگانه «مسافت طولانی (300-500 متر) + دقت بالا (در سطح سانتی‌متر)» در تشخیص وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین منجر می‌شود، که همچنین مزیت رقابتی اصلی آن در جایگزینی لیزرهای سنتی 905 نانومتر و 1064 نانومتر در نقشه‌برداری از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین، نجات اضطراری و سایر سناریوها است.

قابل تنظیم

✅ الزامات مربوط به پهنای پالس و رانش دمای پهنای پالس ثابت

✅ نوع خروجی و شاخه خروجی

✅ نسبت تقسیم شاخه نور مرجع

✅ پایداری توان متوسط

✅ تقاضای بومی‌سازی