V rámci modernizace odvětví geodetických a mapových geografických informací směrem k efektivitě a přesnosti se vláknové lasery s vlnovou délkou 1,5 μm stávají hlavní hnací silou růstu trhu ve dvou hlavních oblastech – geodetickém průzkumu s využitím bezpilotních prostředků a ručního průzkumu – a to díky své hluboké adaptaci na požadavky terénu. S explozivním růstem aplikací, jako je průzkum v nízkých nadmořských výškách a mapování v nouzových situacích s využitím dronů, a také s iterací ručních skenovacích zařízení směrem k vysoké přesnosti a přenositelnosti, překročila velikost globálního trhu s vláknovými lasery s vlnovou délkou 1,5 μm pro průzkum do roku 2024 1,2 miliardy juanů, přičemž poptávka po bezpilotních prostředků a ručních zařízeních představuje více než 60 % celkové poptávky a udržuje si průměrnou roční míru růstu 8,2 %. Za tímto boomem poptávky stojí dokonalá rezonance mezi jedinečným výkonem pásma 1,5 μm a přísnými požadavky na přesnost, bezpečnost a přizpůsobivost prostředí v geodetických scénářích.
1. Přehled produktu
„Řada vláknových laserů 1,5 μm“ od společnosti Lumispot využívá zesilovací technologii MOPA, která se vyznačuje vysokým špičkovým výkonem a účinností elektrooptického převodu, nízkým poměrem ASE a nelineárního šumu a širokým rozsahem pracovních teplot, což ji činí vhodnou pro použití jako zdroj laserového vyzařování LiDAR. V geodetických systémech, jako jsou LiDAR a LiDAR, se jako jádro emitujícího zdroje světla používá vláknový laser o vlnové délce 1,5 μm a jeho výkonnostní ukazatele přímo určují „přesnost“ a „šířku“ detekce. Výkon těchto dvou dimenzí přímo souvisí s účinností a spolehlivostí bezpilotních letounů při terénním průzkumu, rozpoznávání cílů, hlídkování elektrického vedení a dalších scénářích. Z pohledu fyzikálních zákonů přenosu a logiky zpracování signálu jsou tři základní ukazatele – špičkový výkon, šířka pulzu a stabilita vlnové délky – klíčovými proměnnými, které ovlivňují přesnost a dosah detekce. Jejich mechanismus působení lze rozložit na celý řetězec „přenosu signálu, atmosférického přenosu, odrazu cíle, příjmu signálu“.
2. Oblasti použití
V oblasti bezpilotního leteckého průzkumu a mapování explodovala poptávka po vláknových laserech s vlnovou délkou 1,5 μm díky jejich přesnému rozlišení citlivých bodů při leteckých operacích. Platforma bezpilotních letounů má přísná omezení objemu, hmotnosti a spotřeby energie, zatímco kompaktní konstrukční provedení a lehké vlastnosti vláknového laseru s vlnovou délkou 1,5 μm dokáží snížit hmotnost laserového radarového systému na jednu třetinu oproti tradičnímu zařízení, což se dokonale přizpůsobí různým typům modelů bezpilotních letounů, jako jsou vícerotorové a pevné křídlo. A co je důležitější, toto pásmo se nachází ve „zlatém okně“ atmosférického přenosu. Ve srovnání s běžně používaným laserem s vlnovou délkou 905 nm je jeho útlum přenosu za složitých meteorologických podmínek, jako je opar a prach, snížen o více než 40 %. S maximálním výkonem až kW může dosáhnout detekční vzdálenosti více než 250 metrů pro cíle s odrazivostí 10 %, což řeší problém „nejasné viditelnosti a měření vzdálenosti“ pro bezpilotní letouny během průzkumů v horských oblastech, pouštích a dalších regionech. Zároveň jeho vynikající bezpečnostní prvky pro lidské oko – umožňující špičkový výkon více než 10krát vyšší než u laseru s vlnovou délkou 905 nm – umožňují dronům provoz v nízkých nadmořských výškách bez nutnosti dalších bezpečnostních ochranných zařízení, což výrazně zlepšuje bezpečnost a flexibilitu v oblastech s lidskou posádkou, jako je městské geodetické a zemědělské mapování.
V oblasti ručního geodetického měření a mapování je rostoucí poptávka po vláknových laserech s vlnovou délkou 1,5 μm úzce spojena s klíčovými požadavky na přenositelnost zařízení a vysokou přesnost. Moderní ruční geodetická zařízení musí vyvažovat přizpůsobivost složitým scénám a snadnou obsluhu. Nízký šum a vysoká kvalita paprsku vláknových laserů s vlnovou délkou 1,5 μm umožňují ručním skenerům dosáhnout přesnosti měření na mikrometrové úrovni a splňovat požadavky na vysokou přesnost, jako je digitalizace kulturních památek a detekce průmyslových komponent. Ve srovnání s tradičními lasery s vlnovou délkou 1,064 μm je jejich schopnost odolávat rušení v prostředí s silným venkovním světlem výrazně zlepšena. V kombinaci s bezkontaktními měřicími vlastnostmi dokáže rychle získat trojrozměrná data mračna bodů v situacích, jako je restaurování starobylých budov a záchranná místa, bez nutnosti předzpracování cíle. Ještě pozoruhodnější je, že jeho kompaktní provedení lze integrovat do ručních zařízení o hmotnosti menší než 500 gramů s širokým teplotním rozsahem od -30 °C do +60 °C, což se dokonale přizpůsobí potřebám operací s více scénáři, jako jsou terénní průzkumy a inspekce dílen.
Z hlediska své hlavní role se vláknové lasery o vlnové délce 1,5 μm staly klíčovým zařízením pro přetváření geodetických možností. V geodetickém průzkumu s využitím bezpilotních letounů slouží jako „srdce“ laserového radaru a dosahuje přesnosti měření na centimetrové úrovni díky nanosekundovému pulznímu výstupu, poskytuje data o mračnu bodů s vysokou hustotou pro 3D modelování terénu a detekci cizích objektů v elektrickém vedení a zvyšuje efektivitu geodetického průzkumu s využitím bezpilotních letounů více než třikrát ve srovnání s tradičními metodami. V kontextu národního geodetického průzkumu umožňuje jeho detekční schopnost na velké vzdálenosti efektivně zaměřit plochu 10 kilometrů čtverečních na jeden let s chybami dat kontrolovanými do 5 centimetrů. V oblasti ručního geodetického průzkumu umožňuje zařízením dosáhnout operačního zážitku typu „skenuj a získej“: v oblasti ochrany kulturního dědictví dokáže přesně zachytit detaily povrchové textury kulturních památek a poskytnout milimetrové 3D modely pro digitální archivaci. V reverzním inženýrství lze rychle získat geometrická data složitých součástí, což urychluje iterace návrhu produktu. V oblasti nouzového průzkumu a mapování lze díky možnostem zpracování dat v reálném čase vytvořit trojrozměrný model postižené oblasti do jedné hodiny po zemětřesení, povodních a dalších katastrofách, což poskytuje zásadní podporu pro rozhodování o záchranných akcích. Od rozsáhlých leteckých průzkumů až po přesné skenování terénu, vláknový laser o délce 1,5 μm posouvá geodetický průmysl do nové éry „vysoké přesnosti + vysoké efektivity“.
3. Hlavní výhody
Podstata detekčního dosahu spočívá v maximální vzdálenosti, ve které fotony emitované laserem dokáží překonat atmosférický útlum a ztrátu odrazem od cíle a přitom být přijímacím koncem zachyceny jako efektivní signály. Následující ukazatele vláknového laseru s jasným zdrojem 1,5 μm přímo dominují tomuto procesu:
① Špičkový výkon (kW): standardní 3 kW při 3 ns a 100 kHz; Vylepšený produkt 8 kW při 3 ns a 100 kHz je „hlavní hnací silou“ detekčního rozsahu, představuje okamžitou energii uvolněnou laserem v rámci jednoho pulzu a je klíčovým faktorem určujícím sílu signálů na velké vzdálenosti. Při detekci dronů musí fotony urazit stovky nebo dokonce tisíce metrů atmosférou, což může způsobit útlum v důsledku Rayleighova rozptylu a absorpce aerosolu (ačkoli pásmo 1,5 μm patří do „atmosférického okna“, stále zde existuje inherentní útlum). Zároveň může odrazivost cílového povrchu (například rozdíly ve vegetaci, kovech a horninách) také vést ke ztrátě signálu. I když se zvýší špičkový výkon, i po útlumu a ztrátě odrazu na velké vzdálenosti může počet fotonů dosahujících přijímacího konce stále splňovat „práh poměru signálu k šumu“, čímž se rozšiřuje detekční dosah – například zvýšením špičkového výkonu vláknového laseru o vlnové délce 1,5 μm z 1 kW na 5 kW lze za stejných atmosférických podmínek rozšířit detekční dosah cílů s odrazivostí 10 % z 200 metrů na 350 metrů, což přímo řeší problém „neschopnosti měřit na velké vzdálenosti“ ve scénářích rozsáhlého průzkumu, jako jsou horské oblasti a pouště pro drony.
② Šířka pulzu (ns): nastavitelná od 1 do 10 ns. Standardní produkt má teplotní drift šířky pulzu při plné teplotě (-40~85 ℃) ≤ 0,5 ns; dále může dosáhnout teplotního driftu šířky pulzu při plné teplotě (-40~85 ℃) ≤ 0,2 ns. Tento ukazatel je „časová stupnice“ přesnosti vzdálenosti, která představuje trvání laserových pulzů. Princip výpočtu vzdálenosti pro detekci dronů je „vzdálenost = (rychlost světla x doba trvání pulzu) / 2“, takže šířka pulzu přímo určuje „přesnost měření času“. Se snížením šířky pulzu se zvyšuje „časová ostrost“ pulzu a výrazně se snižuje chyba časování mezi „dobou emise pulzu“ a „dobou příjmu odraženého pulzu“ na přijímací straně.
③ Stabilita vlnové délky: v rozmezí 1pm/℃ je šířka čáry při plné teplotě 0,128 nm „kotvou přesnosti“ při rušení prostředí a rozsah kolísání vlnové délky laserového výstupu se změnami teploty a napětí. Detekční systém v pásmu vlnových délek 1,5 μm obvykle používá technologii „příjmu s vlnovou délkou diverzity“ nebo „interferometrii“ pro zlepšení přesnosti a kolísání vlnové délky může přímo způsobit odchylku od referenční hodnoty měření – například když dron pracuje ve vysoké nadmořské výšce, může okolní teplota stoupnout z -10 ℃ na 30 ℃. Pokud je teplotní koeficient vlnové délky vláknového laseru 1,5 μm 5pm/℃, bude vlnová délka kolísat o 200pm a odpovídající chyba měření vzdálenosti se zvýší o 0,3 milimetru (odvozeno z korelačního vzorce mezi vlnovou délkou a rychlostí světla). Zejména při hlídkování elektrického vedení bezpilotními leteckými prostředky je nutné měřit přesné parametry, jako je průvěs drátu a vzdálenost mezi vedeními. Nestabilní vlnová délka může vést k odchylce dat a ovlivnit posouzení bezpečnosti vedení; Laser s vlnovou délkou 1,5 μm využívající technologii uzamčení vlnové délky dokáže řídit stabilitu vlnové délky v rozmezí 1 pm/℃, což zajišťuje centimetrovou přesnost detekce hladiny i při změnách teploty.
④ Synergie indikátorů: „Vyvažovač“ mezi přesností a dosahem ve skutečných scénářích detekce dronů, kde indikátory nefungují nezávisle, ale spíše spolupracují nebo mají omezující vztah. Například zvýšení špičkového výkonu může rozšířit dosah detekce, ale je nutné řídit šířku pulzu, aby se zabránilo snížení přesnosti (rovnováhy mezi „vysokým výkonem + úzkým pulzem“ je třeba dosáhnout pomocí technologie komprese pulzů); Optimalizace kvality paprsku může současně zlepšit dosah a přesnost (koncentrace paprsku snižuje plýtvání energií a rušení měření způsobené překrývajícími se světelnými skvrnami na velké vzdálenosti). Výhoda vláknového laseru o vlnové délce 1,5 μm spočívá v jeho schopnosti dosáhnout synergické optimalizace „vysokého špičkového výkonu (1–10 kW), úzké šířky pulzu (1–10 ns), vysoké kvality paprsku (M² < 1,5) a vysoké stability vlnové délky (< 1 pm/℃)“ prostřednictvím nízkoztrátových charakteristik vláknového média a technologie pulzní modulace. Tím se dosahuje dvojího průlomu v oblasti „detekce bezpilotních letadel na dlouhou vzdálenost (300–500 metrů) + vysoké přesnosti (na centimetrové úrovni)“, což je zároveň jeho klíčová konkurenceschopnost při nahrazování tradičních laserů s vlnovými délkami 905 nm a 1064 nm v průzkumu bezpilotních letadel, záchranných akcích a dalších scénářích.
Přizpůsobitelné
✅ Požadavky na pevnou šířku impulsu a teplotní drift šířky impulsu
✅ Typ výstupu a výstupní větev
✅ Referenční poměr štěpení světelných větví
✅ Průměrná stabilita výkonu
✅ Poptávka po lokalizaci
Čas zveřejnění: 28. října 2025