‘Cahaya’ yang akurat memberdayakan ketinggian rendah: laser serat memimpin era baru survei dan pemetaan

Dalam gelombang peningkatan industri informasi geografis survei dan pemetaan menuju efisiensi dan presisi, laser serat 1,5 μm menjadi kekuatan pendorong utama pertumbuhan pasar dalam dua bidang utama survei kendaraan udara tak berawak dan survei genggam, berkat adaptasinya yang mendalam terhadap persyaratan lokasi. Dengan pertumbuhan eksplosif aplikasi seperti survei ketinggian rendah dan pemetaan darurat menggunakan drone, serta iterasi perangkat pemindai genggam menuju presisi tinggi dan portabilitas, ukuran pasar global laser serat 1,5 μm untuk survei telah melampaui 1,2 miliar yuan pada tahun 2024, dengan permintaan untuk kendaraan udara tak berawak dan perangkat genggam mencapai lebih dari 60% dari total, dan mempertahankan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata sebesar 8,2%. Di balik lonjakan permintaan ini adalah resonansi sempurna antara kinerja unik pita 1,5 μm dan persyaratan ketat untuk akurasi, keamanan, dan kemampuan beradaptasi lingkungan dalam skenario survei.

001

1、 Ikhtisar Produk

"Seri Laser Serat 1,5 μm" dari Lumispot mengadopsi teknologi amplifikasi MOPA, yang memiliki daya puncak dan efisiensi konversi elektro-optik yang tinggi, ASE rendah dan rasio derau efek nonlinier, serta rentang suhu kerja yang luas, sehingga cocok untuk digunakan sebagai sumber emisi laser LiDAR. Dalam sistem survei seperti LiDAR dan LiDAR, laser serat 1,5 μm digunakan sebagai sumber cahaya inti, dan indikator kinerjanya secara langsung menentukan "akurasi" dan "luas" deteksi. Kinerja kedua dimensi ini berkaitan langsung dengan efisiensi dan keandalan wahana udara nirawak dalam survei medan, pengenalan target, patroli saluran listrik, dan skenario lainnya. Dari perspektif hukum transmisi fisik dan logika pemrosesan sinyal, tiga indikator inti, yaitu daya puncak, lebar pulsa, dan stabilitas panjang gelombang, merupakan variabel kunci yang memengaruhi akurasi dan jangkauan deteksi. Mekanisme kerjanya dapat diuraikan melalui keseluruhan rantai "transmisi sinyal, transmisi atmosfer, refleksi target, penerimaan sinyal".

2、 Bidang Aplikasi

Di bidang survei dan pemetaan udara nirawak, permintaan laser serat 1,5 μm telah melonjak karena resolusinya yang presisi terhadap titik-titik masalah dalam operasi udara. Platform kendaraan udara nirawak memiliki batasan ketat pada volume, berat, dan konsumsi energi muatan, sementara desain struktural yang ringkas dan karakteristik ringan laser serat 1,5 μm dapat mengurangi berat sistem radar laser hingga sepertiga dari peralatan konvensional, sehingga sangat cocok untuk berbagai jenis model kendaraan udara nirawak seperti multi-rotor dan sayap tetap. Lebih penting lagi, pita ini terletak di "jendela emas" transmisi atmosfer. Dibandingkan dengan laser 905nm yang umum digunakan, atenuasi transmisinya berkurang lebih dari 40% dalam kondisi meteorologi yang kompleks seperti kabut dan debu. Dengan daya puncak hingga kW, drone ini dapat mencapai jarak deteksi lebih dari 250 meter untuk target dengan reflektivitas 10%, memecahkan masalah "visibilitas dan pengukuran jarak yang tidak jelas" bagi wahana udara nirawak selama survei di daerah pegunungan, gurun, dan wilayah lainnya. Di saat yang sama, fitur keamanan mata manusianya yang luar biasa—yang memungkinkan daya puncak lebih dari 10 kali lipat daya laser 905nm—memungkinkan drone beroperasi di ketinggian rendah tanpa memerlukan perangkat pelindung keselamatan tambahan, sehingga sangat meningkatkan keamanan dan fleksibilitas di area berawak seperti survei perkotaan dan pemetaan pertanian.

0012

Di bidang survei dan pemetaan genggam, meningkatnya permintaan laser serat 1,5 μm berkaitan erat dengan tuntutan utama portabilitas perangkat dan presisi tinggi. Peralatan survei genggam modern perlu menyeimbangkan kemampuan adaptasi terhadap kondisi kompleks dan kemudahan pengoperasian. Output noise rendah dan kualitas sinar tinggi dari laser serat 1,5 μm memungkinkan pemindai genggam mencapai akurasi pengukuran tingkat mikrometer, memenuhi persyaratan presisi tinggi seperti digitalisasi peninggalan budaya dan deteksi komponen industri. Dibandingkan dengan laser 1,064 μm tradisional, kemampuan anti-interferensinya meningkat secara signifikan di lingkungan luar ruangan dengan cahaya kuat. Dikombinasikan dengan karakteristik pengukuran non-kontak, laser ini dapat dengan cepat memperoleh data titik awan tiga dimensi dalam skenario seperti restorasi bangunan kuno dan lokasi penyelamatan darurat, tanpa memerlukan praproses target. Yang lebih penting lagi adalah desain kemasannya yang ringkas dapat diintegrasikan ke dalam perangkat genggam dengan berat kurang dari 500 gram, dengan rentang suhu yang luas dari -30 ℃ hingga +60 ℃, beradaptasi dengan sempurna terhadap kebutuhan operasi multi-skenario seperti survei lapangan dan inspeksi bengkel.

0013

Dari perspektif peran utamanya, laser serat 1,5 μm telah menjadi perangkat kunci untuk merombak kemampuan survei. Dalam survei kendaraan udara nirawak, laser ini berfungsi sebagai "jantung" radar laser, mencapai akurasi jangkauan tingkat sentimeter melalui keluaran pulsa nanodetik, menyediakan data titik awan berdensitas tinggi untuk pemodelan 3D medan dan deteksi objek asing pada saluran listrik, serta meningkatkan efisiensi survei kendaraan udara nirawak lebih dari tiga kali lipat dibandingkan metode tradisional; Dalam konteks survei lahan nasional, kemampuan deteksi jarak jauhnya dapat mencapai survei efisien seluas 10 kilometer persegi per penerbangan, dengan kesalahan data terkontrol dalam radius 5 sentimeter. Dalam bidang survei genggam, laser ini memberdayakan perangkat untuk mencapai pengalaman operasional "pindai dan dapatkan": dalam perlindungan warisan budaya, laser ini dapat secara akurat menangkap detail tekstur permukaan relik budaya dan menyediakan model 3D tingkat milimeter untuk pengarsipan digital; Dalam rekayasa balik, data geometris komponen kompleks dapat diperoleh dengan cepat, mempercepat iterasi desain produk; Dalam survei dan pemetaan darurat, dengan kemampuan pemrosesan data waktu nyata (real-time), model tiga dimensi area terdampak dapat dihasilkan dalam waktu satu jam setelah gempa bumi, banjir, dan bencana lainnya terjadi, memberikan dukungan penting bagi pengambilan keputusan penyelamatan. Dari survei udara skala besar hingga pemindaian tanah yang presisi, laser serat 1,5 μm mendorong industri survei memasuki era baru "presisi tinggi + efisiensi tinggi".

3. Keunggulan inti

Inti dari jangkauan deteksi adalah jarak terjauh di mana foton yang dipancarkan laser dapat mengatasi redaman atmosfer dan kehilangan pantulan target, namun tetap ditangkap oleh ujung penerima sebagai sinyal efektif. Indikator-indikator berikut dari laser serat 1,5 μm sumber terang secara langsung mendominasi proses ini:

① Daya puncak (kW): standar 3kW@3ns &100kHz; Produk yang ditingkatkan 8kW@3ns &100kHz merupakan "kekuatan pendorong utama" jangkauan deteksi, yang mewakili energi sesaat yang dilepaskan oleh laser dalam satu pulsa, dan merupakan faktor kunci yang menentukan kekuatan sinyal jarak jauh. Dalam deteksi drone, foton perlu menempuh jarak ratusan atau bahkan ribuan meter melalui atmosfer, yang dapat menyebabkan atenuasi akibat hamburan Rayleigh dan penyerapan aerosol (meskipun pita 1,5 μm termasuk dalam "jendela atmosfer", tetap terdapat atenuasi inheren). Di saat yang sama, reflektivitas permukaan target (seperti perbedaan vegetasi, logam, dan batuan) juga dapat menyebabkan hilangnya sinyal. Ketika daya puncak ditingkatkan, bahkan setelah redaman jarak jauh dan kehilangan refleksi, jumlah foton yang mencapai ujung penerima masih dapat memenuhi "ambang batas rasio sinyal terhadap derau", sehingga memperluas jangkauan deteksi. Misalnya, dengan meningkatkan daya puncak laser serat 1,5 μm dari 1 kW menjadi 5 kW, dalam kondisi atmosfer yang sama, jangkauan deteksi target reflektivitas 10% dapat diperluas dari 200 meter menjadi 350 meter, yang secara langsung mengatasi masalah "tidak dapat mengukur jarak jauh" dalam skenario survei skala besar seperti daerah pegunungan dan gurun untuk drone.

2. Lebar pulsa (ns): dapat disesuaikan dari 1 hingga 10 ns. Produk standar memiliki pergeseran suhu lebar pulsa pada suhu penuh (-40~85 ℃) sebesar ≤ 0,5 ns; lebih lanjut, dapat mencapai pergeseran suhu lebar pulsa pada suhu penuh (-40~85 ℃) sebesar ≤ 0,2 ns. Indikator ini merupakan "skala waktu" akurasi jarak, yang mewakili durasi pulsa laser. Prinsip perhitungan jarak untuk deteksi drone adalah "jarak = (kecepatan cahaya x waktu bolak-balik pulsa) / 2", sehingga lebar pulsa secara langsung menentukan "akurasi pengukuran waktu". Ketika lebar pulsa dikurangi, "ketajaman waktu" pulsa meningkat, dan kesalahan waktu antara "waktu emisi pulsa" dan "waktu penerimaan pulsa pantul" di sisi penerima akan berkurang secara signifikan.

3. Stabilitas panjang gelombang: dalam rentang 1pm/℃, lebar garis pada suhu penuh 0,128nm merupakan "jangkar akurasi" di bawah gangguan lingkungan, dan rentang fluktuasi panjang gelombang keluaran laser terhadap perubahan suhu dan tegangan. Sistem deteksi pada pita panjang gelombang 1,5 μm biasanya menggunakan teknologi "penerimaan keragaman panjang gelombang" atau "interferometri" untuk meningkatkan akurasi, dan fluktuasi panjang gelombang dapat secara langsung menyebabkan deviasi tolok ukur pengukuran - misalnya, ketika drone beroperasi di ketinggian, suhu sekitar dapat naik dari -10℃ menjadi 30℃. Jika koefisien suhu panjang gelombang laser serat 1,5 μm adalah 5pm/℃, panjang gelombang akan berfluktuasi sebesar 200pm, dan kesalahan pengukuran jarak yang sesuai akan meningkat sebesar 0,3 milimeter (diturunkan dari rumus korelasi antara panjang gelombang dan kecepatan cahaya). Terutama dalam patroli saluran listrik kendaraan udara nirawak, parameter presisi seperti kendurnya kabel dan jarak antar saluran perlu diukur. Panjang gelombang yang tidak stabil dapat menyebabkan penyimpangan data dan memengaruhi penilaian keselamatan jalur; Laser 1,5 μ m yang menggunakan teknologi penguncian panjang gelombang dapat mengontrol stabilitas panjang gelombang dalam 1pm/℃, memastikan akurasi deteksi tingkat sentimeter bahkan saat terjadi perubahan suhu.

4. Sinergi indikator: "Penyeimbang" antara akurasi dan jangkauan dalam skenario deteksi drone yang sebenarnya, di mana indikator tidak bekerja secara independen, melainkan memiliki hubungan kolaboratif atau restriktif. Misalnya, peningkatan daya puncak dapat memperluas jangkauan deteksi, tetapi perlu mengontrol lebar pulsa untuk menghindari penurunan akurasi (keseimbangan "daya tinggi + pulsa sempit" perlu dicapai melalui teknologi kompresi pulsa); Mengoptimalkan kualitas berkas sinar dapat secara bersamaan meningkatkan jangkauan dan akurasi (konsentrasi berkas sinar mengurangi pemborosan energi dan interferensi pengukuran yang disebabkan oleh titik cahaya yang tumpang tindih pada jarak jauh). Keunggulan laser serat 1,5 μm terletak pada kemampuannya untuk mencapai optimasi sinergis "daya puncak tinggi (1-10 kW), lebar pulsa sempit (1-10 ns), kualitas berkas sinar tinggi (M²<1,5), dan stabilitas panjang gelombang tinggi (<1pm/℃)" melalui karakteristik rugi-rugi rendah dari media serat dan teknologi modulasi pulsa. Hal ini menghasilkan terobosan ganda berupa "jarak jauh (300-500 meter) + presisi tinggi (tingkat sentimeter)" dalam deteksi kendaraan udara nirawak, yang juga merupakan daya saing utamanya dalam menggantikan laser 905 nm dan 1064 nm tradisional dalam survei kendaraan udara nirawak, penyelamatan darurat, dan skenario lainnya.

Dapat disesuaikan

✅ Persyaratan lebar pulsa tetap & pergeseran suhu lebar pulsa

✅ Jenis keluaran & cabang keluaran

✅ Rasio pemisahan cabang cahaya referensi

✅ Stabilitas daya rata-rata

✅ Permintaan lokalisasi


Waktu posting: 28-Okt-2025