Nell'ondata di aggiornamento del settore delle informazioni geografiche per il rilevamento e la mappatura verso l'efficienza e la precisione, i laser a fibra da 1,5 μm stanno diventando il motore trainante della crescita del mercato nei due principali settori del rilevamento con droni e del rilevamento portatile, grazie alla loro profonda adattabilità ai requisiti del contesto. Con la crescita esponenziale di applicazioni come il rilevamento a bassa quota e la mappatura di emergenza tramite droni, nonché l'evoluzione dei dispositivi di scansione portatili verso elevata precisione e portabilità, il mercato globale dei laser a fibra da 1,5 μm per il rilevamento ha superato 1,2 miliardi di yuan entro il 2024, con una domanda di droni e dispositivi portatili che rappresenta oltre il 60% del totale, mantenendo un tasso di crescita medio annuo dell'8,2%. Dietro questo boom della domanda c'è la perfetta sintonia tra le prestazioni uniche della banda da 1,5 μm e i rigorosi requisiti di precisione, sicurezza e adattabilità ambientale negli scenari di rilevamento.
1、 Panoramica del prodotto
La "serie laser a fibra da 1,5 μm" di Lumispot adotta la tecnologia di amplificazione MOPA, che offre elevata potenza di picco ed efficienza di conversione elettro-ottica, basso rapporto di rumore ASE e non lineare e un ampio intervallo di temperature di esercizio, rendendola adatta all'uso come sorgente di emissione laser LiDAR. Nei sistemi di rilevamento come LiDAR e LiDAR, un laser a fibra da 1,5 μm viene utilizzato come sorgente luminosa principale e i suoi indicatori di prestazione determinano direttamente la "precisione" e l'"ampiezza" del rilevamento. Le prestazioni di queste due dimensioni sono direttamente correlate all'efficienza e all'affidabilità dei velivoli senza pilota nel rilevamento del terreno, nel riconoscimento di bersagli, nel pattugliamento delle linee elettriche e in altri scenari. Dal punto di vista delle leggi fisiche di trasmissione e della logica di elaborazione del segnale, i tre indicatori principali di potenza di picco, larghezza di impulso e stabilità della lunghezza d'onda sono variabili chiave che influenzano la precisione e la portata del rilevamento. Il loro meccanismo d'azione può essere scomposto attraverso l'intera catena di "trasmissione del segnale, trasmissione atmosferica, riflessione del bersaglio, ricezione del segnale".
2、 Campi di applicazione
Nel campo del rilevamento e della mappatura con aeromobili a pilotaggio remoto, la domanda di laser a fibra da 1,5 μm è esplosa grazie alla loro capacità di risolvere con precisione i punti critici delle operazioni aeree. La piattaforma dei velivoli a pilotaggio remoto presenta rigide limitazioni in termini di volume, peso e consumo energetico del carico utile, mentre il design strutturale compatto e la leggerezza del laser a fibra da 1,5 μm consentono di ridurre il peso del sistema radar laser a un terzo rispetto alle apparecchiature tradizionali, adattandosi perfettamente a vari tipi di modelli di velivoli a pilotaggio remoto, come quelli multirotore e ad ala fissa. Ancora più importante, questa banda si trova nella "finestra d'oro" della trasmissione atmosferica. Rispetto al laser a 905 nm comunemente utilizzato, la sua attenuazione di trasmissione è ridotta di oltre il 40% in condizioni meteorologiche complesse come foschia e polvere. Con una potenza di picco fino a kW, può raggiungere una distanza di rilevamento di oltre 250 metri per bersagli con una riflettività del 10%, risolvendo il problema della "visibilità e misurazione della distanza poco chiare" per i droni durante i rilievi in aree montuose, desertiche e altre regioni. Allo stesso tempo, le sue eccellenti caratteristiche di sicurezza per l'occhio umano – che consentono una potenza di picco oltre 10 volte superiore a quella del laser a 905 nm – consentono ai droni di operare a bassa quota senza la necessità di ulteriori dispositivi di schermatura di sicurezza, migliorando notevolmente la sicurezza e la flessibilità delle aree presidiate come i rilievi urbani e la mappatura agricola.
Nel campo del rilievo e della mappatura portatili, la crescente domanda di laser a fibra da 1,5 μm è strettamente correlata ai requisiti fondamentali di portabilità e alta precisione. Le moderne apparecchiature di rilievo portatili devono bilanciare l'adattabilità a scenari complessi con la facilità d'uso. Il basso rumore e l'elevata qualità del fascio dei laser a fibra da 1,5 μm consentono agli scanner portatili di raggiungere una precisione di misura micrometrica, soddisfacendo requisiti di alta precisione come la digitalizzazione di reperti culturali e il rilevamento di componenti industriali. Rispetto ai tradizionali laser da 1,064 μm, la sua capacità anti-interferenza è significativamente migliorata in ambienti esterni con luce intensa. In combinazione con le caratteristiche di misurazione senza contatto, è possibile ottenere rapidamente dati di nuvole di punti tridimensionali in scenari come il restauro di edifici antichi e i siti di soccorso di emergenza, senza la necessità di pre-elaborazione del target. Ciò che è ancora più degno di nota è che il suo design compatto può essere integrato in dispositivi portatili che pesano meno di 500 grammi, con un ampio intervallo di temperatura da -30 ℃ a +60 ℃, adattandosi perfettamente alle esigenze di operazioni multi-scenario come rilievi sul campo e ispezioni in officina.
Dal punto di vista del loro ruolo fondamentale, i laser a fibra da 1,5 μm sono diventati un dispositivo chiave per rimodellare le capacità di rilevamento. Nel rilevamento con droni, funge da "cuore" del radar laser, raggiungendo una precisione centimetrica grazie all'uscita a impulsi di nanosecondi, fornendo dati di nuvole di punti ad alta densità per la modellazione 3D del terreno e il rilevamento di oggetti estranei sulle linee elettriche, e migliorando l'efficienza del rilevamento con droni di oltre tre volte rispetto ai metodi tradizionali. Nel contesto del rilevamento topografico nazionale, la sua capacità di rilevamento a lungo raggio può consentire un rilevamento efficiente di 10 chilometri quadrati per volo, con errori di dati controllati entro i 5 centimetri. Nel campo del rilevamento portatile, consente ai dispositivi di ottenere un'esperienza operativa "scansiona e ottieni": nella protezione del patrimonio culturale, può acquisire con precisione i dettagli della texture superficiale dei reperti culturali e fornire modelli 3D di livello millimetrico per l'archiviazione digitale; nel reverse engineering, i dati geometrici di componenti complessi possono essere ottenuti rapidamente, accelerando le iterazioni di progettazione del prodotto; Nelle operazioni di rilevamento e mappatura di emergenza, grazie alle capacità di elaborazione dei dati in tempo reale, è possibile generare un modello tridimensionale dell'area interessata entro un'ora dal verificarsi di terremoti, inondazioni e altri disastri, fornendo un supporto fondamentale per le decisioni di soccorso. Dai rilievi aerei su larga scala alla scansione precisa del terreno, il laser a fibra da 1,5 μm sta guidando il settore del rilevamento topografico verso una nuova era di "alta precisione + alta efficienza".
3、 Vantaggi principali
L'essenza del raggio di rilevamento è la distanza massima alla quale i fotoni emessi dal laser possono superare l'attenuazione atmosferica e la perdita di riflessione del bersaglio, pur essendo comunque catturati dall'estremità ricevente come segnali efficaci. I seguenti indicatori del laser a fibra da 1,5 μm con sorgente luminosa dominano direttamente questo processo:
① Potenza di picco (kW): standard 3kW a 3ns e 100kHz; il prodotto aggiornato a 8kW a 3ns e 100kHz è la "forza motrice principale" del raggio di rilevamento, che rappresenta l'energia istantanea rilasciata dal laser in un singolo impulso, ed è il fattore chiave che determina l'intensità dei segnali a lunga distanza. Nel rilevamento dei droni, i fotoni devono percorrere centinaia o addirittura migliaia di metri attraverso l'atmosfera, il che può causare attenuazione dovuta alla diffusione di Rayleigh e all'assorbimento di aerosol (sebbene la banda di 1,5 μm appartenga alla "finestra atmosferica", esiste comunque un'attenuazione intrinseca). Allo stesso tempo, anche la riflettività della superficie del bersaglio (come le differenze nella vegetazione, nei metalli e nelle rocce) può causare la perdita del segnale. Quando la potenza di picco viene aumentata, anche dopo l'attenuazione a lunga distanza e la perdita di riflessione, il numero di fotoni che raggiungono l'estremità ricevente può ancora soddisfare la "soglia del rapporto segnale/rumore", estendendo così il raggio di rilevamento: ad esempio, aumentando la potenza di picco di un laser a fibra da 1,5 μm da 1 kW a 5 kW, nelle stesse condizioni atmosferiche, il raggio di rilevamento di target con riflettività del 10% può essere esteso da 200 metri a 350 metri, risolvendo direttamente il problema di "non poter misurare lontano" in scenari di rilevamento su larga scala come aree montuose e deserti per i droni.
② Larghezza d'impulso (ns): regolabile da 1 a 10 ns. Il prodotto standard ha una deriva di temperatura a piena temperatura (-40~85 ℃) della larghezza d'impulso di ≤ 0,5 ns; inoltre, può raggiungere una deriva di temperatura a piena temperatura (-40~85 ℃) della larghezza d'impulso di ≤ 0,2 ns. Questo indicatore è la "scala temporale" della precisione della distanza, che rappresenta la durata degli impulsi laser. Il principio di calcolo della distanza per il rilevamento dei droni è "distanza = (velocità della luce x tempo di andata e ritorno dell'impulso) / 2", quindi la larghezza d'impulso determina direttamente la "precisione della misurazione del tempo". Quando la larghezza d'impulso viene ridotta, la "nitidezza temporale" dell'impulso aumenta e l'errore di temporizzazione tra il "tempo di emissione dell'impulso" e il "tempo di ricezione dell'impulso riflesso" all'estremità ricevente sarà significativamente ridotto.
3. Stabilità della lunghezza d'onda: entro 1 pm/℃, la larghezza della linea alla massima temperatura di 0,128 nm rappresenta il "punto di riferimento per la precisione" in presenza di interferenze ambientali, e l'intervallo di fluttuazione della lunghezza d'onda di uscita del laser con variazioni di temperatura e tensione. Il sistema di rilevamento nella banda di lunghezza d'onda di 1,5 μm utilizza solitamente la tecnologia di "ricezione a diversità di lunghezza d'onda" o "interferometria" per migliorare la precisione, e le fluttuazioni della lunghezza d'onda possono causare direttamente deviazioni dal benchmark di misurazione: ad esempio, quando un drone opera ad alta quota, la temperatura ambiente può aumentare da -10 ℃ a 30 ℃. Se il coefficiente di temperatura della lunghezza d'onda del laser a fibra da 1,5 μm è di 5 pm/℃, la lunghezza d'onda fluttuerà di 200 pm e il corrispondente errore di misurazione della distanza aumenterà di 0,3 millimetri (derivato dalla formula di correlazione tra lunghezza d'onda e velocità della luce). Soprattutto nel pattugliamento delle linee elettriche con veicoli aerei senza pilota, è necessario misurare parametri precisi come la flessione dei cavi e la distanza tra le linee. Una lunghezza d'onda instabile può causare deviazioni dei dati e influire sulla valutazione della sicurezza della linea; il laser da 1,5 μm, che utilizza la tecnologia di bloccaggio della lunghezza d'onda, può controllare la stabilità della lunghezza d'onda entro 1 pm/℃, garantendo una precisione di rilevamento al centimetro anche in caso di variazioni di temperatura.
④ Sinergia degli indicatori: il "bilanciatore" tra accuratezza e portata negli scenari reali di rilevamento dei droni, in cui gli indicatori non agiscono in modo indipendente, ma piuttosto hanno una relazione collaborativa o restrittiva. Ad esempio, l'aumento della potenza di picco può estendere la portata di rilevamento, ma è necessario controllare la larghezza dell'impulso per evitare una diminuzione della precisione (un equilibrio tra "alta potenza + impulso stretto" deve essere raggiunto tramite la tecnologia di compressione degli impulsi); l'ottimizzazione della qualità del fascio può migliorare simultaneamente portata e precisione (la concentrazione del fascio riduce lo spreco di energia e le interferenze di misurazione causate dalla sovrapposizione di punti luminosi a lunghe distanze). Il vantaggio di un laser a fibra da 1,5 μm risiede nella sua capacità di ottenere un'ottimizzazione sinergica di "elevata potenza di picco (1-10 kW), larghezza di impulso stretta (1-10 ns), elevata qualità del fascio (M² <1,5) ed elevata stabilità della lunghezza d'onda (<1 pm/℃)" attraverso le caratteristiche di bassa perdita del mezzo in fibra e la tecnologia di modulazione degli impulsi. Ciò rappresenta una doppia svolta: "lunga distanza (300-500 metri) + alta precisione (livello centimetrico)" nel rilevamento di veicoli aerei senza pilota, che rappresenta anche la sua principale competitività nella sostituzione dei tradizionali laser da 905 nm e 1064 nm nei rilievi di veicoli aerei senza pilota, nel soccorso di emergenza e in altri scenari.
Personalizzabile
✅ Requisiti di larghezza di impulso fissa e deriva della temperatura della larghezza di impulso
✅ Tipo di output e ramo di output
✅ Rapporto di divisione dei rami leggeri di riferimento
✅ Stabilità di potenza media
✅ Richiesta di localizzazione
Data di pubblicazione: 28-10-2025