Газарзүйн мэдээллийн салбарыг үр ашигтай, нарийвчлалтай болгож сайжруулах давалгааны хүрээнд 1.5 μ м шилэн лазер нь газарзүйн шаардлагад гүн дасан зохицсоныхоо ачаар нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн хэмжилт, гар маркшейдер гэсэн хоёр үндсэн салбарын зах зээлийн өсөлтийн гол хөдөлгөгч хүч болж байна. Дрон ашиглан нам өндрийн хэмжилт хийх, ослын газрын зураглал хийх зэрэг хэрэглээ асар хурдацтай нэмэгдэж, гар аргаар сканнердах төхөөрөмжийг өндөр нарийвчлалтай, зөөвөрлөхөд чиглүүлснээр 2024 он гэхэд 1.5 μм шилэн лазерын дэлхийн зах зээлийн хэмжээ 1.2 тэрбум юаниас давж, нисгэгчгүй нисдэг тэрэгний эрэлт хэрэгцээ, гар удирдлагатай нисдэг тэрэгний нийт эрэлт хэрэгцээ 60%-ийг эзэлж байна. жилийн дундаж өсөлт 8.2% байна. Энэхүү эрэлтийн өсөлтийн цаана 1.5 μ м-ийн зурвасын өвөрмөц гүйцэтгэл болон судалгааны хувилбаруудын нарийвчлал, аюулгүй байдал, байгаль орчинд дасан зохицох чадварт тавигдах хатуу шаардлагуудын хоорондох төгс резонанс бий.
1、 Бүтээгдэхүүний тойм
Lumispot-ийн "1.5um Fiber Laser Series" нь MOPA өсгөлтийн технологийг нэвтрүүлсэн бөгөөд энэ нь өндөр оргил хүч, цахилгаан оптик хувиргах үр ашиг, ASE болон шугаман бус эффектийн дуу чимээний харьцаа бага, ажлын температурын өргөн хүрээтэй тул үүнийг LiDAR лазер ялгаралтын эх үүсвэр болгон ашиглахад тохиромжтой. LiDAR, LiDAR зэрэг маркшейдерийн системд 1.5 μ м шилэн лазерыг гэрлийн гол эх үүсвэр болгон ашигладаг бөгөөд түүний гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүд нь илрүүлэх "нарийвчлал" болон "өргөн"-ийг шууд тодорхойлдог. Эдгээр хоёр хэмжигдэхүүний гүйцэтгэл нь газар нутгийн хэмжилт, зорилтот таних, эрчим хүчний шугамын эргүүл болон бусад хувилбарт нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн үр ашиг, найдвартай байдлаас шууд хамаардаг. Физик дамжуулалтын хууль ба дохио боловсруулах логикийн үүднээс авч үзвэл оргил хүч, импульсийн өргөн, долгионы уртын тогтвортой байдлын гурван үндсэн үзүүлэлт нь илрүүлэх нарийвчлал, хүрээнд нөлөөлдөг гол хувьсагч юм. Тэдний үйл ажиллагааны механизмыг "дохио дамжуулах агаар мандлын дамжуулалтын зорилтот тусгал дохио хүлээн авах" бүхэл бүтэн гинжин хэлхээгээр задалж болно.
2、 Хэрэглээний талбарууд
Нисгэгчгүй агаарын хэмжилт, зураглалын салбарт 1.5 μ м шилэн лазерын эрэлт хэрэгцээ нь агаарын ажиллагааны үед өвдөлтийн цэгүүдийг нарийн тодорхойлж чаддагтай холбоотой. Нисгэгчгүй онгоцны тавцан нь даацын хэмжээ, жин, эрчим хүчний хэрэглээнд хатуу хязгаарлалт тавьдаг бол 1.5 μ м шилэн лазерын авсаархан бүтэц, хөнгөн жингийн шинж чанар нь лазер радарын системийн жинг уламжлалт тоног төхөөрөмжийн гуравны нэг болгон шахаж, янз бүрийн төрлийн нисгэгчгүй нисдэг тэрэг, олон далавчит нисдэг тэрэгний загварт төгс зохицож чаддаг. Хамгийн чухал нь энэ хамтлаг нь агаар мандлын дамжуулалтын "алтан цонх" -д байрладаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг 905 нм лазертай харьцуулахад манан, тоос зэрэг цаг уурын нарийн төвөгтэй нөхцөлд түүний дамжуулалтын бууралт 40% -иар багасдаг. кВт хүртэлх оргил хүчин чадалтай нь 10%-ийн тусгалтай байг илрүүлэх зайг 250 метрээс дээш тогтоож, уулархаг нутаг, элсэн цөл болон бусад бүс нутагт судалгаа хийх явцад нисгэгчгүй нисэгчдийн "харагдах байдал, зайны хэмжилт"-ийн асуудлыг шийдэж чадна. Үүний зэрэгцээ хүний нүдний аюулгүй байдлын маш сайн шинж чанарууд нь 905 нм лазераас 10 дахин их хүч чадал өгдөг - нисгэгчгүй онгоцыг нам өндөрт хамгаалалтын нэмэлт төхөөрөмж ашиглахгүйгээр ажиллуулах боломжийг олгож, хотын хэмжилт, хөдөө аж ахуйн зураглал гэх мэт нисгэгчтэй газруудын аюулгүй байдал, уян хатан байдлыг ихээхэн сайжруулдаг.
Гараар хэмжигдэхүүн, зураглалын салбарт 1.5 μ м шилэн лазерын эрэлт нэмэгдэж байгаа нь төхөөрөмжийн зөөврийн байдал, өндөр нарийвчлалын үндсэн шаардлагатай нягт холбоотой юм. Орчин үеийн гар маркшейдерийн төхөөрөмж нь нарийн төвөгтэй үзэгдэлд дасан зохицох чадвар, үйл ажиллагааны хялбар байдлыг тэнцвэржүүлэх шаардлагатай. 1.5 μ м шилэн лазерын дуу чимээ багатай, өндөр цацрагийн чанар нь гар утасны сканнерыг микрометрийн түвшний хэмжилтийн нарийвчлалд хүрч, соёлын дурсгалыг дижитал болгох, үйлдвэрлэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг илрүүлэх зэрэг өндөр нарийвчлалтай шаардлагыг хангадаг. Уламжлалт 1.064 μ м лазертай харьцуулахад түүний хөндлөнгийн нөлөөллөөс хамгаалах чадвар нь гадаа хүчтэй гэрэлтэй орчинд мэдэгдэхүйц сайжирсан. Холбоо барихгүй хэмжилтийн шинж чанаруудтай хослуулан, зорилтот урьдчилсан боловсруулалт хийх шаардлагагүйгээр эртний барилгыг сэргээн засварлах, аврах ажиллагааны газар гэх мэт хувилбаруудад гурван хэмжээст цэгийн үүлний өгөгдлийг хурдан шуурхай авах боломжтой. Хамгийн гол нь түүний авсаархан савлагааны загвар нь 500 граммаас бага жинтэй, -30 ℃-аас + 60 ℃ хүртэлх өргөн температуртай, хээрийн судалгаа, цехийн үзлэг зэрэг олон хувилбарт үйл ажиллагааны хэрэгцээнд төгс зохицдог гар төхөөрөмжид нэгтгэгддэг.
Үндсэн үүргийнхээ үүднээс авч үзвэл 1.5 μ м шилэн лазер нь маркшейдерийн чадавхийг өөрчлөх гол төхөөрөмж болжээ. Нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн хэмжилт хийхэд лазер радарын "зүрх" болж, наносекундын импульсийн гаралтаар сантиметрийн түвшний нарийвчлалд хүрч, газар нутгийн 3D загварчлал, цахилгаан дамжуулах шугамын гадаад объектыг илрүүлэх өндөр нягтралтай цэгийн үүлэн мэдээллээр хангах, нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн хэмжилтийн үр ашгийг уламжлалт аргаас 3 дахин дээшлүүлдэг; Үндэсний газрын судалгааны хүрээнд түүний алсын зайн илрүүлэх чадвар нь нэг нислэгт 10 хавтгай дөрвөлжин км талбайг үр ашигтайгаар хэмжиж, мэдээллийн алдааг 5 см-ийн дотор хянадаг. Гараар хэмжилт хийх чиглэлээр энэ нь төхөөрөмжүүдийг "сканнердаж, олж авах" үйл ажиллагааны туршлагыг бий болгодог: соёлын өвийг хамгаалахад соёлын дурсгалуудын гадаргуугийн бүтэцтэй нарийн ширийн зүйлийг үнэн зөв авч, дижитал архивлах миллиметрийн түвшний 3D загваруудыг гаргаж өгдөг; Урвуу инженерийн хувьд нарийн төвөгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн геометрийн өгөгдлийг хурдан олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний дизайны давталтыг хурдасгадаг; Яаралтай хайгуул, зураглал хийхдээ бодит цагийн өгөгдөл боловсруулах чадвартай газар хөдлөлт, үер болон бусад гамшиг тохиолдсоноос хойш нэг цагийн дотор гамшигт нэрвэгдсэн газрын гурван хэмжээст загварыг бий болгож, аврах ажиллагааны шийдвэр гаргахад чухал дэмжлэг үзүүлдэг. Том хэмжээний агаарын судалгаанаас эхлээд газрын нарийн скан хийх хүртэл 1.5 μ м шилэн лазер нь маркшейдерийн салбарыг "өндөр нарийвчлал + өндөр үр ашигтай" шинэ эрин үе рүү хөтөлж байна.
3、 Гол давуу тал
Илрүүлэх хүрээний мөн чанар нь лазераас ялгарах фотонууд нь агаар мандлын сулрал, зорилтот ойлтын алдагдлыг даван туулж, хүлээн авагч тал нь үр дүнтэй дохио болгон барьж чадах хамгийн хол зай юм. 1.5 μ м шилэн лазерын тод эх үүсвэрийн дараах үзүүлэлтүүд энэ үйл явцад шууд давамгайлж байна.
① Оргил хүч (кВт): стандарт 3kW@3ns &100kHz； Сайжруулсан бүтээгдэхүүн 8kW@3ns &100kHz нь илрүүлэх хүрээний "гол хөдөлгөгч хүч" бөгөөд нэг импульсийн дотор лазераас ялгарах агшин зуурын энергийг илэрхийлдэг бөгөөд холын зайн дохионы хүчийг тодорхойлдог гол хүчин зүйл юм. Нисгэгчгүй онгоц илрүүлэхэд фотонууд агаар мандалд хэдэн зуун, бүр хэдэн мянган метр явах шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь Рэйлигийн тархалт, аэрозол шингээлтийн улмаас сулрахад хүргэдэг (хэдийгээр 1.5 μ м-ийн зурвас нь "агаар мандлын цонх"-д хамаарах боловч төрөлхийн сулрал байсаар байна). Үүний зэрэгцээ зорилтот гадаргуугийн тусгал (ургамал, металл, чулуулгийн ялгаа гэх мэт) нь дохионы алдагдалд хүргэдэг. Оргил хүчийг ихэсгэх үед хол зайд унтарсан, тусгал алдсаны дараа ч хүлээн авагчийн төгсгөлд хүрэх фотоны тоо "дохио-чимээний харьцааны босго"-д хүрч, улмаар илрүүлэх хүрээг уртасгах боломжтой - жишээлбэл, 1.5 мкм шилэн лазерын оргил хүчийг 1 кВт-аас 5 кВт хүртэл нэмэгдүүлэх замаар, ижил нөхцөлд илрүүлэх, 1% -ийн хүрээнд. Тусгалын зорилтот түвшинг 200 метрээс 350 метр хүртэл уртасгаж, уулархаг газар, цөл зэрэг томоохон хэмжээний судалгааны хувилбаруудад "хол хэмжиж чадахгүй" гэсэн өвдөлтийг шууд шийдэж болно.
② Импульсийн өргөн (ns): 1-ээс 10 ns хооронд тохируулж болно. Стандарт бүтээгдэхүүн нь бүрэн температуртай (-40 ~ 85 ℃) импульсийн өргөн температурын шилжилтийн ≤ 0.5 ns; цаашлаад бүрэн температурт (-40~85 ℃) импульсийн өргөн температурын шилжилт ≤ 0.2 нс хүрч чадна. Энэ үзүүлэлт нь лазер импульсийн үргэлжлэх хугацааг илэрхийлдэг зайны нарийвчлалын "цаг хугацааны хуваарь" юм. Дрон илрүүлэх зайг тооцоолох зарчим нь "зай=(гэрлийн хурд x импульсийн эргэлтийн хугацаа)/2" тул импульсийн өргөн нь "цаг хэмжилтийн нарийвчлал"-ыг шууд тодорхойлдог. Импульсийн өргөнийг багасгахад импульсийн "цаг хугацааны хурц байдал" нэмэгдэж, хүлээн авах төгсгөлд "импульс ялгарах хугацаа" ба "импульсийн тусгал хүлээн авах хугацаа" хоорондын хугацааны алдаа мэдэгдэхүйц багасах болно.
③ Долгионы уртын тогтвортой байдал: 1pm/℃ дотор, 0.128нм-ийн бүрэн температурт шугамын өргөн нь хүрээлэн буй орчны хөндлөнгийн нөлөөллийн "нарийвчлалын зангуу" бөгөөд температур ба хүчдэлийн өөрчлөлттэй лазерын гаралтын долгионы уртын хэлбэлзлийн муж юм. 1.5 μ м долгионы урттай зурвас дахь илрүүлэх систем нь нарийвчлалыг сайжруулахын тулд ихэвчлэн "долгионы уртын олон янз байдлыг хүлээн авах" эсвэл "интерферометр" технологийг ашигладаг бөгөөд долгионы уртын хэлбэлзэл нь хэмжилтийн жишиг хазайлтыг шууд үүсгэдэг - жишээлбэл, дрон өндөрт ажиллаж байх үед орчны температур -10 ℃ ℃ ℃ хүртэл нэмэгдэж болно. Хэрэв 1.5 μ м шилэн лазерын долгионы уртын температурын коэффициент 5pm/℃ бол долгионы урт 200pm-ээр хэлбэлзэж, харгалзах зайны хэмжилтийн алдаа 0.3 миллиметрээр нэмэгдэнэ (долгионы урт ба гэрлийн хурд хоорондын хамаарлын томъёоноос үүсэлтэй). Ялангуяа нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн цахилгаан шугамын эргүүлд утас уналт, шугам хоорондын зай зэрэг нарийн параметрүүдийг хэмжих шаардлагатай байдаг. Тогтворгүй долгионы урт нь мэдээллийн хазайлтад хүргэж, шугамын аюулгүй байдлын үнэлгээнд нөлөөлдөг; Долгионы уртыг түгжих технологийг ашигладаг 1.5 μ м лазер нь 1pm/℃ дотор долгионы уртын тогтвортой байдлыг хянаж, температурын өөрчлөлт гарсан ч сантиметрийн түвшинг илрүүлэх нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
④ Үзүүлэлтийн синергетик: Дрон илрүүлэх бодит хувилбаруудын нарийвчлал ба хүрээний хоорондох "тэнцвэржүүлэгч" бөгөөд индикаторууд нь бие даан ажилладаггүй, харин хамтран ажиллах эсвэл хязгаарлах харилцаатай байдаг. Жишээлбэл, оргил хүчийг нэмэгдүүлэх нь илрүүлэх хүрээг уртасгах боломжтой боловч нарийвчлал буурахаас зайлсхийхийн тулд импульсийн өргөнийг хянах шаардлагатай (импульсийн шахалтын технологиор дамжуулан "өндөр хүч+нарийн импульсийн" тэнцвэрт байдалд хүрэх шаардлагатай); Цацрагийн чанарыг оновчтой болгох нь хамрах хүрээ болон нарийвчлалыг нэгэн зэрэг сайжруулж чадна (цацрагийн концентраци нь алсын зайд давхцаж буй гэрлийн цэгүүдээс үүсэх эрчим хүчний хаягдал болон хэмжилтийн саадыг бууруулдаг). 1.5 μ м шилэн лазерын давуу тал нь зөөвөрлөгчийн импульсийн технологиор "өндөр оргил хүчин чадал (1-10 кВт), нарийн импульсийн өргөн (1-10 нс), өндөр цацрагийн чанар (M ²<1.5), долгионы уртын тогтвортой байдал (<1pm/℃)"-ын синергетик оновчлолд хүрэх чадварт оршдог. Энэ нь нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийг илрүүлэх чиглэлээр "алсын зайн (300-500 метр) + өндөр нарийвчлал (сантиметрийн түвшин)" гэсэн давхар амжилтад хүрсэн бөгөөд энэ нь нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгслийн судалгаа, аврах ажиллагааны аврах ажиллагаа болон бусад төрлийн уламжлалт 905 нм ба 1064 нм лазерыг орлох өрсөлдөх чадвар юм.
Тохируулах боломжтой
✅ Импульсийн өргөн ба импульсийн өргөн температурын шилжилтийн тогтмол шаардлага
✅ Гаралтын төрөл, гаралтын салбар
✅ Лавлах гэрлийн салааны хуваагдлын харьцаа
✅ Эрчим хүчний дундаж тогтвортой байдал
✅ Нутагшуулах эрэлт
Шуудангийн цаг: 2025 оны 10-р сарын 28