Trong làn sóng nâng cấp ngành công nghiệp thông tin địa lý khảo sát và lập bản đồ theo hướng hiệu quả và chính xác, laser sợi quang 1,5 μm đang trở thành động lực cốt lõi thúc đẩy tăng trưởng thị trường trong hai lĩnh vực chính là khảo sát bằng máy bay không người lái và khảo sát cầm tay, nhờ khả năng thích ứng sâu sắc với các yêu cầu của hiện trường. Với sự phát triển bùng nổ của các ứng dụng như khảo sát độ cao thấp và lập bản đồ khẩn cấp bằng máy bay không người lái, cũng như sự lặp lại của các thiết bị quét cầm tay theo hướng có độ chính xác và tính di động cao, quy mô thị trường laser sợi quang 1,5 μm toàn cầu dành cho khảo sát đã vượt quá 1,2 tỷ nhân dân tệ vào năm 2024, với nhu cầu về máy bay không người lái và thiết bị cầm tay chiếm hơn 60% tổng số và duy trì tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 8,2%. Đằng sau sự bùng nổ nhu cầu này là sự cộng hưởng hoàn hảo giữa hiệu suất độc đáo của băng tần 1,5 μm và các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác, an toàn và khả năng thích ứng với môi trường trong các tình huống khảo sát.
1、 Tổng quan về sản phẩm
"Dòng Laser Sợi Quang 1,5 μm" của Lumispot áp dụng công nghệ khuếch đại MOPA, có công suất đỉnh và hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, tỷ lệ nhiễu ASE và hiệu ứng phi tuyến tính thấp, cùng dải nhiệt độ hoạt động rộng, phù hợp để sử dụng làm nguồn phát laser LiDAR. Trong các hệ thống khảo sát như LiDAR và LiDAR, laser sợi quang 1,5 μm được sử dụng làm nguồn sáng phát ra lõi, và các chỉ số hiệu suất của nó quyết định trực tiếp "độ chính xác" và "bề rộng" của việc phát hiện. Hiệu suất của hai yếu tố này liên quan trực tiếp đến hiệu quả và độ tin cậy của máy bay không người lái trong khảo sát địa hình, nhận dạng mục tiêu, tuần tra đường dây điện và các tình huống khác. Xét về mặt định luật truyền dẫn vật lý và logic xử lý tín hiệu, ba chỉ số cốt lõi là công suất đỉnh, độ rộng xung và độ ổn định bước sóng là những biến số quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác và phạm vi phát hiện. Cơ chế hoạt động của chúng có thể được phân tích thông qua toàn bộ chuỗi "truyền tín hiệu - truyền tín hiệu khí quyển - phản xạ mục tiêu - thu tín hiệu".
2、 Các lĩnh vực ứng dụng
Trong lĩnh vực khảo sát và lập bản đồ trên không không người lái, nhu cầu về laser sợi quang 1,5 μm đã bùng nổ do khả năng giải quyết chính xác các điểm yếu trong hoạt động trên không. Nền tảng máy bay không người lái có những hạn chế nghiêm ngặt về thể tích, trọng lượng và mức tiêu thụ năng lượng của tải trọng, trong khi thiết kế cấu trúc nhỏ gọn và đặc tính nhẹ của laser sợi quang 1,5 μm có thể nén trọng lượng của hệ thống radar laser xuống còn một phần ba so với thiết bị truyền thống, thích ứng hoàn hảo với nhiều loại mô hình máy bay không người lái như máy bay cánh cố định và máy bay nhiều cánh quạt. Quan trọng hơn, dải tần này nằm trong "cửa sổ vàng" của truyền dẫn khí quyển. So với laser 905nm thường được sử dụng, độ suy giảm truyền dẫn của nó giảm hơn 40% trong các điều kiện khí tượng phức tạp như sương mù và bụi. Với công suất cực đại lên đến kW, nó có thể đạt khoảng cách phát hiện hơn 250 mét đối với các mục tiêu có độ phản xạ 10%, giải quyết vấn đề "tầm nhìn không rõ ràng và đo khoảng cách" của máy bay không người lái trong quá trình khảo sát ở vùng núi, sa mạc và các khu vực khác. Đồng thời, các tính năng an toàn tuyệt vời cho mắt người - cho phép công suất cực đại cao hơn 10 lần so với tia laser 905nm - cho phép máy bay không người lái hoạt động ở độ cao thấp mà không cần thêm thiết bị che chắn an toàn, cải thiện đáng kể tính an toàn và tính linh hoạt của các khu vực có người điều khiển như khảo sát đô thị và lập bản đồ nông nghiệp.
Trong lĩnh vực khảo sát và lập bản đồ cầm tay, nhu cầu ngày càng tăng đối với laser sợi quang 1,5 μm có liên quan chặt chẽ đến các yêu cầu cốt lõi về tính di động của thiết bị và độ chính xác cao. Thiết bị khảo sát cầm tay hiện đại cần cân bằng giữa khả năng thích ứng với các bối cảnh phức tạp và tính dễ vận hành. Độ ồn thấp và chất lượng chùm tia cao của laser sợi quang 1,5 μm cho phép máy quét cầm tay đạt được độ chính xác đo lường ở cấp độ micrômet, đáp ứng các yêu cầu có độ chính xác cao như số hóa di vật văn hóa và phát hiện linh kiện công nghiệp. So với laser 1,064 μm truyền thống, khả năng chống nhiễu của nó được cải thiện đáng kể trong môi trường ánh sáng mạnh ngoài trời. Kết hợp với các đặc tính đo lường không tiếp xúc, nó có thể nhanh chóng thu được dữ liệu đám mây điểm ba chiều trong các tình huống như trùng tu tòa nhà cổ và các địa điểm cứu hộ khẩn cấp mà không cần phải xử lý trước mục tiêu. Điều đáng chú ý hơn là thiết kế bao bì nhỏ gọn của nó có thể tích hợp vào các thiết bị cầm tay có trọng lượng dưới 500 gram, với phạm vi nhiệt độ rộng từ -30 ℃ đến +60 ℃, hoàn toàn phù hợp với nhu cầu hoạt động trong nhiều tình huống như khảo sát thực địa và kiểm tra xưởng.
Xét về vai trò cốt lõi, laser sợi quang 1,5 μm đã trở thành một thiết bị chủ chốt để định hình lại năng lực khảo sát. Trong khảo sát bằng máy bay không người lái, nó đóng vai trò là "trái tim" của radar laser, đạt độ chính xác đo khoảng cách đến từng centimet thông qua đầu ra xung nano giây, cung cấp dữ liệu đám mây điểm mật độ cao cho mô hình hóa địa hình 3D và phát hiện vật thể lạ trên đường dây điện, đồng thời cải thiện hiệu quả khảo sát bằng máy bay không người lái hơn ba lần so với các phương pháp truyền thống. Trong lĩnh vực khảo sát đất đai quốc gia, khả năng phát hiện tầm xa của nó có thể đạt hiệu quả khảo sát lên đến 10 km2 mỗi lần bay, với sai số dữ liệu được kiểm soát trong vòng 5 cm. Trong lĩnh vực khảo sát cầm tay, nó cho phép các thiết bị đạt được trải nghiệm vận hành "quét và lấy": trong bảo vệ di sản văn hóa, nó có thể nắm bắt chính xác các chi tiết kết cấu bề mặt của các di tích văn hóa và cung cấp mô hình 3D đến từng milimet để lưu trữ kỹ thuật số; Trong kỹ thuật đảo ngược, dữ liệu hình học của các thành phần phức tạp có thể được thu thập nhanh chóng, đẩy nhanh quá trình lặp lại thiết kế sản phẩm; Trong khảo sát và lập bản đồ khẩn cấp, với khả năng xử lý dữ liệu thời gian thực, mô hình ba chiều của khu vực bị ảnh hưởng có thể được tạo ra trong vòng một giờ sau khi động đất, lũ lụt và các thảm họa khác xảy ra, cung cấp hỗ trợ quan trọng cho việc ra quyết định cứu hộ. Từ khảo sát trên không quy mô lớn đến quét mặt đất chính xác, laser sợi quang 1,5 μm đang đưa ngành khảo sát bước vào kỷ nguyên mới của "độ chính xác cao + hiệu quả cao".
3、 Ưu điểm cốt lõi
Bản chất của phạm vi phát hiện là khoảng cách xa nhất mà photon phát ra từ laser có thể vượt qua được sự suy giảm của khí quyển và suy hao phản xạ mục tiêu, đồng thời vẫn được đầu thu thu nhận dưới dạng tín hiệu hiệu quả. Các chỉ số sau đây của laser sợi quang 1,5 μm nguồn sáng chi phối trực tiếp quá trình này:
① Công suất đỉnh (kW): tiêu chuẩn 3kW@3ns &100kHz; Sản phẩm nâng cấp 8kW@3ns &100kHz là "động lực cốt lõi" của phạm vi phát hiện, đại diện cho năng lượng tức thời được giải phóng bởi tia laser trong một xung duy nhất, và là yếu tố chính quyết định cường độ tín hiệu đường dài. Trong quá trình phát hiện bằng máy bay không người lái, các photon cần phải di chuyển hàng trăm, thậm chí hàng nghìn mét trong khí quyển, điều này có thể gây suy giảm do tán xạ Rayleigh và hấp thụ khí dung (mặc dù băng tần 1,5 μm thuộc "cửa sổ khí quyển", nhưng vẫn có sự suy giảm vốn có). Đồng thời, độ phản xạ bề mặt mục tiêu (chẳng hạn như sự khác biệt về thảm thực vật, kim loại và đá) cũng có thể dẫn đến mất tín hiệu. Khi công suất cực đại tăng lên, ngay cả sau khi suy giảm khoảng cách xa và mất phản xạ, số lượng photon đến đầu thu vẫn có thể đáp ứng "ngưỡng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu", do đó mở rộng phạm vi phát hiện - ví dụ, bằng cách tăng công suất cực đại của laser sợi quang 1,5 μm từ 1kW lên 5kW, trong cùng điều kiện khí quyển, phạm vi phát hiện của mục tiêu phản xạ 10% có thể được mở rộng từ 200 mét lên 350 mét, giải quyết trực tiếp điểm khó khăn là "không thể đo xa" trong các tình huống khảo sát quy mô lớn như vùng núi và sa mạc đối với máy bay không người lái.
② Độ rộng xung (ns): có thể điều chỉnh từ 1 đến 10ns. Sản phẩm tiêu chuẩn có độ lệch nhiệt độ toàn phần (-40~85℃) ≤ 0,5ns; hơn nữa, nó có thể đạt độ lệch nhiệt độ toàn phần (-40~85℃) ≤ 0,2ns. Chỉ số này là "thang thời gian" của độ chính xác khoảng cách, thể hiện thời lượng của xung laser. Nguyên lý tính toán khoảng cách để phát hiện máy bay không người lái là "khoảng cách = (tốc độ ánh sáng x thời gian khứ hồi của xung)/2", do đó độ rộng xung quyết định trực tiếp "độ chính xác đo thời gian". Khi độ rộng xung giảm, "độ sắc nét thời gian" của xung tăng lên, và sai số thời gian giữa "thời gian phát xung" và "thời gian thu xung phản xạ" ở đầu thu sẽ giảm đáng kể.
③ Độ ổn định bước sóng: Trong phạm vi 1pm/℃, độ rộng vạch ở nhiệt độ đầy đủ 0,128nm là "mỏ neo chính xác" dưới sự can thiệp của môi trường, và phạm vi dao động của bước sóng đầu ra laser theo sự thay đổi nhiệt độ và điện áp. Hệ thống phát hiện trong dải bước sóng 1,5 μm thường sử dụng công nghệ "tiếp nhận phân tập bước sóng" hoặc "giao thoa kế" để cải thiện độ chính xác, và dao động bước sóng có thể trực tiếp gây ra độ lệch chuẩn đo lường - ví dụ, khi máy bay không người lái hoạt động ở độ cao lớn, nhiệt độ môi trường có thể tăng từ -10 ℃ đến 30 ℃. Nếu hệ số nhiệt độ bước sóng của laser sợi quang 1,5 μm là 5pm/℃, bước sóng sẽ dao động 200pm, và sai số đo khoảng cách tương ứng sẽ tăng 0,3 mm (được suy ra từ công thức tương quan giữa bước sóng và tốc độ ánh sáng). Đặc biệt trong hoạt động tuần tra đường dây điện bằng máy bay không người lái, cần phải đo các thông số chính xác như độ võng dây và khoảng cách giữa các đường dây. Bước sóng không ổn định có thể dẫn đến độ lệch dữ liệu và ảnh hưởng đến đánh giá độ an toàn của đường truyền; Tia laser 1,5 μm sử dụng công nghệ khóa bước sóng có thể kiểm soát độ ổn định của bước sóng trong vòng 1pm/℃, đảm bảo độ chính xác phát hiện ở mức centimet ngay cả khi nhiệt độ thay đổi.
④ Hiệu ứng cộng hưởng của chỉ báo: "Bộ cân bằng" giữa độ chính xác và phạm vi trong các tình huống phát hiện máy bay không người lái thực tế, trong đó các chỉ báo không hoạt động độc lập mà có mối quan hệ cộng tác hoặc hạn chế. Ví dụ, việc tăng công suất cực đại có thể mở rộng phạm vi phát hiện, nhưng cần kiểm soát độ rộng xung để tránh làm giảm độ chính xác (cần đạt được sự cân bằng giữa "công suất cao + xung hẹp" thông qua công nghệ nén xung); Việc tối ưu hóa chất lượng chùm tia có thể đồng thời cải thiện phạm vi và độ chính xác (tập trung chùm tia giúp giảm lãng phí năng lượng và nhiễu đo lường do các điểm sáng chồng chéo ở khoảng cách xa). Ưu điểm của laser sợi quang 1,5 μm nằm ở khả năng đạt được sự tối ưu cộng hưởng của "công suất cực đại cao (1-10 kW), độ rộng xung hẹp (1-10 ns), chất lượng chùm tia cao (M² <1,5) và độ ổn định bước sóng cao (<1pm/℃)" thông qua đặc tính suy hao thấp của môi trường sợi quang và công nghệ điều chế xung. Điều này đạt được bước đột phá kép về "khoảng cách xa (300-500 mét) + độ chính xác cao (cấp độ centimet)" trong việc phát hiện máy bay không người lái, đây cũng là khả năng cạnh tranh cốt lõi trong việc thay thế các tia laser 905nm và 1064nm truyền thống trong khảo sát máy bay không người lái, cứu hộ khẩn cấp và các tình huống khác.
Có thể tùy chỉnh
✅ Yêu cầu về độ rộng xung và độ trôi nhiệt độ xung cố định
✅ Kiểu đầu ra & nhánh đầu ra
✅ Tỷ lệ chia nhánh ánh sáng tham chiếu
✅ Độ ổn định công suất trung bình
✅ Nhu cầu bản địa hóa
Thời gian đăng: 28-10-2025