გეოგრაფიული ინფორმაციის გეოგრაფიული და რუკების შედგენის ინდუსტრიის ეფექტურობისა და სიზუსტისკენ განახლების ტალღაში, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერები ბაზრის ზრდის მთავარ მამოძრავებელ ძალად იქცევა უპილოტო საფრენი აპარატების გეოგრაფიისა და ხელის გეოგრაფიის ორ ძირითად სფეროში, სცენის მოთხოვნებთან მათი ღრმა ადაპტაციის წყალობით. ისეთი აპლიკაციების ფეთქებადი ზრდით, როგორიცაა დაბალი სიმაღლის გეოგრაფიული კვლევა და დრონების გამოყენებით საგანგებო რუკების შედგენა, ასევე ხელის სკანირების მოწყობილობების მაღალი სიზუსტისა და პორტაბელურობისკენ გადასვლით, გეოგრაფიული კვლევისთვის განკუთვნილი 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერების გლობალური ბაზრის ზომამ 2024 წლისთვის 1.2 მილიარდ იუანს გადააჭარბა, უპილოტო საფრენ აპარატებსა და ხელის მოწყობილობებზე მოთხოვნა მთლიანი რაოდენობის 60%-ზე მეტს შეადგენს და საშუალო წლიური ზრდის ტემპი 8.2%-ია. ამ მოთხოვნის ბუმის უკან დგას იდეალური რეზონანსი 1.5 μm დიაპაზონის უნიკალურ მუშაობასა და გეოგრაფიული სცენარებში სიზუსტის, უსაფრთხოებისა და გარემოსდაცვითი ადაპტაციის მკაცრ მოთხოვნებს შორის.
1, პროდუქტის მიმოხილვა
Lumispot-ის „1.5 მკმ ბოჭკოვანი ლაზერების სერია“ იყენებს MOPA გამაძლიერებელ ტექნოლოგიას, რომელსაც აქვს მაღალი პიკური სიმძლავრე და ელექტრო-ოპტიკური გარდაქმნის ეფექტურობა, დაბალი ASE და არაწრფივი ეფექტის ხმაურის კოეფიციენტი და ფართო სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონი, რაც მას LiDAR ლაზერული ემისიის წყაროდ გამოსაყენებლად შესაფერისს ხდის. ისეთ გეოდეზიურ სისტემებში, როგორიცაა LiDAR და LiDAR, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერი გამოიყენება როგორც ბირთვის გამოსხივების სინათლის წყარო და მისი მუშაობის ინდიკატორები პირდაპირ განსაზღვრავს აღმოჩენის „სიზუსტეს“ და „სიგანეს“. ამ ორი განზომილების მუშაობა პირდაპირ კავშირშია უპილოტო საფრენი აპარატების ეფექტურობასა და საიმედოობასთან რელიეფის დათვალიერების, სამიზნის ამოცნობის, ელექტროგადამცემი ხაზის პატრულირებისა და სხვა სცენარების დროს. ფიზიკური გადაცემის კანონებისა და სიგნალის დამუშავების ლოგიკის პერსპექტივიდან, პიკური სიმძლავრის, იმპულსის სიგანისა და ტალღის სიგრძის სტაბილურობის სამი ძირითადი ინდიკატორი არის ძირითადი ცვლადები, რომლებიც გავლენას ახდენენ აღმოჩენის სიზუსტესა და დიაპაზონზე. მათი მოქმედების მექანიზმი შეიძლება დაიშალოს „სიგნალის გადაცემის ატმოსფერული გადაცემის სამიზნის არეკვლის სიგნალის მიღების“ მთელი ჯაჭვის მეშვეობით.
2, გამოყენების სფეროები
უპილოტო საჰაერო აეროგრაფირებისა და რუკების შედგენის სფეროში, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერების მოთხოვნა მკვეთრად გაიზარდა საჰაერო ოპერაციების დროს „მტკივნეული წერტილების“ ზუსტი გარჩევადობის გამო. უპილოტო საჰაერო ხომალდის პლატფორმას მკაცრი შეზღუდვები აქვს ტვირთის მოცულობაზე, წონასა და ენერგიის მოხმარებაზე, ხოლო 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერის კომპაქტური სტრუქტურული დიზაინი და მსუბუქი მახასიათებლები ლაზერული რადარის სისტემის წონას ტრადიციული აღჭურვილობის ერთ მესამედამდე ამცირებს, იდეალურად ეგუება უპილოტო საჰაერო ხომალდის სხვადასხვა ტიპებს, როგორიცაა მრავალროტორიანი და ფიქსირებული ფრთიანი. უფრო მნიშვნელოვანია, რომ ეს დიაპაზონი ატმოსფერული გადაცემის „ოქროს ფანჯარაში“ მდებარეობს. ფართოდ გამოყენებულ 905 ნმ ლაზერთან შედარებით, მისი გადაცემის შესუსტება 40%-ზე მეტით მცირდება რთულ მეტეოროლოგიურ პირობებში, როგორიცაა ნისლი და მტვერი. კვტ-მდე პიკური სიმძლავრით, მას შეუძლია მიაღწიოს 250 მეტრზე მეტ აღმოჩენის მანძილს სამიზნეებისთვის 10%-იანი არეკვლის კოეფიციენტით, რაც წყვეტს „გაურკვეველი ხილვადობისა და მანძილის გაზომვის“ პრობლემას უპილოტო საჰაერო ხომალდებისთვის მთიან ადგილებში, უდაბნოებსა და სხვა რეგიონებში კვლევების დროს. ამავდროულად, მისი შესანიშნავი ადამიანის თვალის უსაფრთხოების მახასიათებლები - რაც პიკური სიმძლავრის 905 ნმ ლაზერის სიმძლავრეზე 10-ჯერ მეტს იძლევა - დრონებს საშუალებას აძლევს დაბალ სიმაღლეზე იმოქმედონ დამატებითი დამცავი მოწყობილობების საჭიროების გარეშე, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს პილოტირებული ტერიტორიების უსაფრთხოებას და მოქნილობას, როგორიცაა ურბანული აზომვითი სამუშაოები და სასოფლო-სამეურნეო რუკების შედგენა.
ხელის გეოდეზიისა და რუკების შედგენის სფეროში, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერების მზარდი მოთხოვნა მჭიდრო კავშირშია მოწყობილობის პორტაბელურობისა და მაღალი სიზუსტის ძირითად მოთხოვნებთან. თანამედროვე ხელის გეოდეზიურმა აღჭურვილობამ უნდა დააბალანსოს რთულ სცენებთან ადაპტირება და გამოყენების სიმარტივე. 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერების დაბალი ხმაურის გამომუშავება და მაღალი სხივის ხარისხი ხელსაყრელ სკანერებს საშუალებას აძლევს მიაღწიონ მიკრომეტრის დონის გაზომვის სიზუსტეს, აკმაყოფილებდეს მაღალი სიზუსტის მოთხოვნებს, როგორიცაა კულტურული რელიქვიების დიგიტალიზაცია და სამრეწველო კომპონენტების აღმოჩენა. ტრადიციულ 1.064 μm ლაზერებთან შედარებით, მისი ჩარევის საწინააღმდეგო უნარი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია გარე ძლიერი განათების გარემოში. უკონტაქტო გაზომვის მახასიათებლებთან ერთად, მას შეუძლია სწრაფად მიიღოს სამგანზომილებიანი წერტილოვანი ღრუბლის მონაცემები ისეთ სცენარებში, როგორიცაა უძველესი შენობების რესტავრაცია და სასწრაფო დახმარების ადგილები, სამიზნის წინასწარი დამუშავების საჭიროების გარეშე. უფრო აღსანიშნავია, რომ მისი კომპაქტური შეფუთვის დიზაინი შეიძლება ინტეგრირებული იყოს 500 გრამზე ნაკლები წონის ხელის მოწყობილობებში, ფართო ტემპერატურის დიაპაზონით -30 ℃-დან +60 ℃-მდე, იდეალურად ეგუება მრავალსცენარიანი ოპერაციების საჭიროებებს, როგორიცაა საველე კვლევები და სახელოსნო ინსპექტირება.
თავისი ძირითადი როლის პერსპექტივიდან გამომდინარე, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერები აზომვითი შესაძლებლობების გარდაქმნის მთავარ მოწყობილობად იქცა. უპილოტო საფრენი აპარატის აზომვით კვლევაში ის ლაზერული რადარის „გულის“ ფუნქციას ასრულებს, რომელიც ნანოწამიანი იმპულსების გამომავალი გზით სანტიმეტრის დონის დიაპაზონის სიზუსტეს აღწევს, მაღალი სიმკვრივის წერტილოვანი ღრუბლის მონაცემებს უზრუნველყოფს რელიეფის 3D მოდელირებისა და ელექტროგადამცემი ხაზის უცხო ობიექტების აღმოსაჩენად და უპილოტო საფრენი აპარატის აზომვითი კვლევის ეფექტურობას ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით სამჯერ მეტად აუმჯობესებს; ეროვნული მიწის აზომვითი კვლევის კონტექსტში, მისი შორ მანძილზე აღმოჩენის შესაძლებლობას შეუძლია ფრენაზე 10 კვადრატული კილომეტრის ეფექტური აზომვითი კვლევის მიღწევა, მონაცემთა შეცდომების კონტროლი 5 სანტიმეტრის ფარგლებში. ხელის აზომვითი კვლევის სფეროში, ის მოწყობილობებს საშუალებას აძლევს მიაღწიონ „სკანირებისა და მიღების“ ოპერატიულ გამოცდილებას: კულტურული მემკვიდრეობის დაცვის სფეროში, მას შეუძლია ზუსტად აღბეჭდოს კულტურული რელიქვიების ზედაპირის ტექსტურის დეტალები და უზრუნველყოს მილიმეტრიანი დონის 3D მოდელები ციფრული არქივირებისთვის; უკუ ინჟინერიის სფეროში, რთული კომპონენტების გეომეტრიული მონაცემების სწრაფად მიღება შესაძლებელია, რაც აჩქარებს პროდუქტის დიზაინის იტერაციებს; საგანგებო სიტუაციების დროს აზომვისა და რუკების შექმნისას, რეალურ დროში მონაცემთა დამუშავების შესაძლებლობების წყალობით, დაზარალებული ტერიტორიის სამგანზომილებიანი მოდელის გენერირება შესაძლებელია მიწისძვრების, წყალდიდობების და სხვა კატასტროფების მოხდენიდან ერთი საათის განმავლობაში, რაც კრიტიკულ მხარდაჭერას უწევს სამაშველო გადაწყვეტილების მიღებას. მასშტაბური აერო დაკვირვებებიდან დაწყებული, მიწის ზუსტი სკანირებით დამთავრებული, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერი აზომვითი ინდუსტრიას „მაღალი სიზუსტით + მაღალი ეფექტურობით“ ახალ ეპოქაში გადაჰყავს.
3, ძირითადი უპირატესობები
აღმოჩენის დიაპაზონის არსი მდგომარეობს ყველაზე შორეულ მანძილზე, რომელზეც ლაზერის მიერ გამოსხივებულ ფოტონებს შეუძლიათ გადალახონ ატმოსფერული შესუსტება და სამიზნის არეკვლის დაკარგვა და მაინც მიიღონ მიმღები მხარე ეფექტური სიგნალების სახით. კაშკაშა წყაროს ლაზერის 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერის შემდეგი მაჩვენებლები პირდაპირ დომინირებს ამ პროცესში:
① პიკური სიმძლავრე (კვტ): სტანდარტული 3 კვტ@3 ნს და 100 კჰც; განახლებული პროდუქტი 8 კვტ@3 ნს და 100 კჰც წარმოადგენს აღმოჩენის დიაპაზონის „ძირითად მამოძრავებელ ძალას“, რომელიც წარმოადგენს ლაზერის მიერ ერთი იმპულსის განმავლობაში გამოთავისუფლებულ მყისიერ ენერგიას და წარმოადგენს შორ მანძილზე სიგნალების სიძლიერის განმსაზღვრელ ძირითად ფაქტორს. დრონების აღმოჩენისას, ფოტონებს ატმოსფეროში ასობით ან თუნდაც ათასობით მეტრის გავლა სჭირდებათ, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს შესუსტება რელეის გაფანტვისა და აეროზოლის შთანთქმის გამო (მიუხედავად იმისა, რომ 1.5 μ მ დიაპაზონი მიეკუთვნება „ატმოსფერულ ფანჯარას“, მაინც არსებობს თანდაყოლილი შესუსტება). ამავდროულად, სამიზნის ზედაპირის არეკვლამ (მაგალითად, მცენარეულობის, ლითონებისა და ქანების სხვაობამ) ასევე შეიძლება გამოიწვიოს სიგნალის დაკარგვა. პიკური სიმძლავრის გაზრდისას, დიდ მანძილზე შესუსტებისა და არეკვლის დაკარგვის შემდეგაც კი, მიმღებ ბოლოში მოხვედრილი ფოტონების რაოდენობა მაინც აკმაყოფილებს „სიგნალ-ხმაურის თანაფარდობის ზღურბლს“, რითაც აფართოებს აღმოჩენის დიაპაზონს - მაგალითად, 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერის პიკური სიმძლავრის 1 კვტ-დან 5 კვტ-მდე გაზრდით, იმავე ატმოსფერულ პირობებში, 10%-იანი არეკვლის მქონე სამიზნეების აღმოჩენის დიაპაზონი შეიძლება გაიზარდოს 200 მეტრიდან 350 მეტრამდე, რაც პირდაპირ წყვეტს „შორს გაზომვის შეუძლებლობის“ პრობლემას მასშტაბური კვლევის სცენარებში, როგორიცაა მთიანი რეგიონები და უდაბნოები დრონებისთვის.
② პულსის სიგანე (ns): რეგულირებადი 1-დან 10ns-მდე. სტანდარტულ პროდუქტს აქვს სრული ტემპერატურის (-40~85 ℃) პულსის სიგანის ტემპერატურული დრიფტი ≤ 0.5ns; გარდა ამისა, მას შეუძლია მიაღწიოს სრული ტემპერატურის (-40~85 ℃) პულსის სიგანის ტემპერატურულ დრიფტს ≤ 0.2ns. ეს მაჩვენებელი არის მანძილის სიზუსტის „დროის შკალა“, რომელიც წარმოადგენს ლაზერული იმპულსების ხანგრძლივობას. დრონის აღმოჩენისთვის მანძილის გამოთვლის პრინციპია „მანძილი=(სინათლის სიჩქარე x იმპულსის წრიული მოძრაობის დრო)/2“, ამიტომ იმპულსის სიგანე პირდაპირ განსაზღვრავს „დროის გაზომვის სიზუსტეს“. როდესაც იმპულსის სიგანე მცირდება, იმპულსის „დროის სიმკვეთრე“ იზრდება და დროის შეცდომა „იმპულსის გამოსხივების დროს“ და „ასახული იმპულსის მიღების დროს“ მიმღებ მხარეს მნიშვნელოვნად შემცირდება.
③ ტალღის სიგრძის სტაბილურობა: 1pm/℃ ფარგლებში, ხაზის სიგანე 0.128 ნმ სრულ ტემპერატურაზე წარმოადგენს „სიზუსტის ღუზას“ გარემოს ჩარევის დროს და ლაზერის გამომავალი ტალღის სიგრძის რყევის დიაპაზონი ტემპერატურისა და ძაბვის ცვლილებების დროს. 1.5 μ m ტალღის სიგრძის დიაპაზონში აღმოჩენის სისტემა ჩვეულებრივ იყენებს „ტალღის სიგრძის მრავალფეროვნების მიღების“ ან „ინტერფერომეტრიის“ ტექნოლოგიას სიზუსტის გასაუმჯობესებლად, ხოლო ტალღის სიგრძის რყევებმა შეიძლება პირდაპირ გამოიწვიოს გაზომვის საორიენტაციო გადახრა - მაგალითად, როდესაც დრონი მუშაობს მაღალ სიმაღლეზე, გარემოს ტემპერატურა შეიძლება გაიზარდოს -10 ℃-დან 30 ℃-მდე. თუ 1.5 μ m ბოჭკოვანი ლაზერის ტალღის სიგრძის ტემპერატურის კოეფიციენტია 5pm/℃, ტალღის სიგრძე მერყეობს 200pm-ით და შესაბამისი მანძილის გაზომვის შეცდომა გაიზრდება 0.3 მილიმეტრით (გამომდინარეობს ტალღის სიგრძესა და სინათლის სიჩქარეს შორის კორელაციის ფორმულიდან). განსაკუთრებით უპილოტო საჰაერო ხომალდის ელექტროგადამცემი ხაზის პატრულირებისას, საჭიროა ზუსტი პარამეტრების გაზომვა, როგორიცაა მავთულის ჩამოხრა და ხაზებს შორის მანძილი. არასტაბილურმა ტალღის სიგრძემ შეიძლება გამოიწვიოს მონაცემების გადახრა და გავლენა მოახდინოს ხაზის უსაფრთხოების შეფასებაზე; ტალღის სიგრძის ფიქსაციის ტექნოლოგიის გამოყენებით, 1.5 μm ლაზერს შეუძლია ტალღის სიგრძის სტაბილურობის კონტროლი 1pm/℃ დიაპაზონში, რაც უზრუნველყოფს სანტიმეტრის დონის აღმოჩენის სიზუსტეს ტემპერატურის ცვლილების დროსაც კი.
④ ინდიკატორის სინერგია: „ბალანსანტი“ სიზუსტესა და დიაპაზონს შორის რეალური დრონის აღმოჩენის სცენარებში, სადაც ინდიკატორები დამოუკიდებლად არ მოქმედებენ, არამედ აქვთ თანამშრომლობითი ან შემზღუდავი ურთიერთობა. მაგალითად, პიკური სიმძლავრის გაზრდამ შეიძლება გააფართოვოს აღმოჩენის დიაპაზონი, მაგრამ აუცილებელია იმპულსის სიგანის კონტროლი სიზუსტის შემცირების თავიდან ასაცილებლად („მაღალი სიმძლავრე + ვიწრო იმპულსის“ ბალანსი უნდა მიღწეული იქნას იმპულსური შეკუმშვის ტექნოლოგიის საშუალებით); სხივის ხარისხის ოპტიმიზაციამ შეიძლება ერთდროულად გააუმჯობესოს დიაპაზონი და სიზუსტე (სხივის კონცენტრაცია ამცირებს ენერგიის დანაკარგს და გაზომვის ჩარევას, რომელიც გამოწვეულია დიდ მანძილზე სინათლის ლაქების გადაფარვით). 1.5 μm ბოჭკოვანი ლაზერის უპირატესობა მდგომარეობს მის შესაძლებლობაში, მიაღწიოს „მაღალი პიკური სიმძლავრის (1-10 კვტ), ვიწრო იმპულსის სიგანის (1-10 ns), მაღალი სხივის ხარისხს (M²<1.5) და მაღალი ტალღის სიგრძის სტაბილურობას (<1pm/℃)“ სინერგიულ ოპტიმიზაციას ბოჭკოვანი მედიის დაბალი დანაკარგების მახასიათებლებისა და იმპულსური მოდულაციის ტექნოლოგიის მეშვეობით. ეს უპილოტო საფრენი აპარატების აღმოჩენაში ორმაგ გარღვევას აღწევს: „დიდ მანძილზე (300-500 მეტრი) + მაღალი სიზუსტით (სანტიმეტრის დონე)“, რაც ასევე მისი ძირითადი კონკურენტუნარიანობაა უპილოტო საფრენი აპარატების კვლევაში, სასწრაფო სამაშველო და სხვა სცენარებში ტრადიციული 905 ნმ და 1064 ნმ ლაზერების ჩანაცვლებაში.
მორგებადი
✅ ფიქსირებული იმპულსის სიგანისა და იმპულსის სიგანის ტემპერატურის დრიფტის მოთხოვნები
✅ გამომავალი ტიპი და გამომავალი განშტოება
✅ სინათლის ტოტის გაყოფის საცნობარო კოეფიციენტი
✅ საშუალო სიმძლავრის სტაბილურობა
✅ ლოკალიზაციის მოთხოვნა
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 28 ოქტომბერი