En la ola de modernización de la industria de la información geográfica para topografía y cartografía, enfocándose en la eficiencia y la precisión, los láseres de fibra de 1,5 μm se están convirtiendo en el motor principal del crecimiento del mercado en dos campos clave: la topografía con vehículos aéreos no tripulados (VANT) y la topografía portátil, gracias a su profunda adaptación a las necesidades específicas de cada escenario. Con el auge de aplicaciones como la topografía a baja altitud y la cartografía de emergencia mediante drones, así como la evolución de los dispositivos de escaneo portátiles hacia una mayor precisión y portabilidad, el mercado global de láseres de fibra de 1,5 μm para topografía superó los 1200 millones de yuanes en 2024. La demanda para VANT y dispositivos portátiles representó más del 60 % del total, manteniendo una tasa de crecimiento anual promedio del 8,2 %. Este auge de la demanda se debe a la perfecta sinergia entre el rendimiento excepcional de la banda de 1,5 μm y los estrictos requisitos de precisión, seguridad y adaptabilidad ambiental en escenarios de topografía.
1. Descripción general del producto
La serie de láseres de fibra de 1,5 µm de Lumispot emplea tecnología de amplificación MOPA, que ofrece alta potencia pico y eficiencia de conversión electroóptica, baja emisión espontánea amplificada (ASE) y baja relación señal/ruido por efecto no lineal, además de un amplio rango de temperatura de funcionamiento, lo que la hace idónea para su uso como fuente de emisión láser LiDAR. En sistemas de topografía como LiDAR, se utiliza un láser de fibra de 1,5 µm como fuente de luz emisora principal, y sus indicadores de rendimiento determinan directamente la precisión y el alcance de la detección. El rendimiento en estas dos dimensiones está directamente relacionado con la eficiencia y la fiabilidad de los vehículos aéreos no tripulados en levantamientos topográficos, reconocimiento de objetivos, patrullaje de líneas eléctricas y otros escenarios. Desde la perspectiva de las leyes de transmisión física y la lógica de procesamiento de señales, los tres indicadores clave (potencia pico, ancho de pulso y estabilidad de longitud de onda) son variables fundamentales que afectan la precisión y el alcance de la detección. Su mecanismo de acción se puede descomponer a través de la cadena completa de transmisión de la señal → transmisión atmosférica → reflexión del objetivo → recepción de la señal.
2. Campos de aplicación
En el campo de la cartografía y el levantamiento aéreo no tripulado, la demanda de láseres de fibra de 1,5 μm se ha disparado debido a su capacidad para resolver con precisión los problemas más críticos en las operaciones aéreas. Las plataformas de vehículos aéreos no tripulados (VANT) tienen limitaciones estrictas en cuanto al volumen, el peso y el consumo energético de la carga útil, mientras que el diseño estructural compacto y la ligereza del láser de fibra de 1,5 μm permiten reducir el peso del sistema de radar láser a un tercio del de los equipos tradicionales, adaptándose perfectamente a diversos tipos de VANT, como multirrotores y aeronaves de ala fija. Aún más importante, esta banda espectral se encuentra en la "ventana dorada" de transmisión atmosférica. En comparación con el láser de 905 nm, de uso común, su atenuación de transmisión se reduce en más del 40 % en condiciones meteorológicas complejas, como bruma y polvo. Con una potencia máxima de hasta kW, alcanza una distancia de detección superior a los 250 metros para objetivos con una reflectividad del 10%, solucionando el problema de la visibilidad reducida y la dificultad para medir distancias en vehículos aéreos no tripulados durante estudios en zonas montañosas, desiertos y otras regiones. Además, sus excelentes características de seguridad para la vista humana —que permiten una potencia máxima más de 10 veces superior a la de un láser de 905 nm— posibilitan que los drones operen a baja altitud sin necesidad de dispositivos de protección adicionales, mejorando notablemente la seguridad y la flexibilidad en áreas como el levantamiento topográfico urbano y la cartografía agrícola.
En el ámbito de la topografía y cartografía portátil, la creciente demanda de láseres de fibra de 1,5 μm está estrechamente ligada a las necesidades fundamentales de portabilidad y alta precisión. Los modernos equipos de topografía portátiles deben equilibrar la adaptabilidad a entornos complejos con la facilidad de uso. El bajo nivel de ruido y la alta calidad del haz de los láseres de fibra de 1,5 μm permiten que los escáneres portátiles alcancen una precisión de medición micrométrica, satisfaciendo requisitos de alta precisión como la digitalización de reliquias culturales y la detección de componentes industriales. En comparación con los láseres tradicionales de 1,064 μm, su capacidad antiinterferencias mejora significativamente en entornos exteriores con luz intensa. Gracias a sus características de medición sin contacto, permite obtener rápidamente datos de nube de puntos tridimensionales en escenarios como la restauración de edificios antiguos y zonas de rescate de emergencia, sin necesidad de preprocesamiento del objetivo. Lo más destacable es que su diseño de embalaje compacto puede integrarse en dispositivos portátiles que pesan menos de 500 gramos, con un amplio rango de temperatura de -30 ℃ a +60 ℃, adaptándose perfectamente a las necesidades de operaciones en múltiples escenarios, como estudios de campo e inspecciones de taller.
Desde la perspectiva de su función principal, los láseres de fibra de 1,5 μm se han convertido en un dispositivo clave para la transformación de las capacidades de topografía. En el levantamiento con vehículos aéreos no tripulados (VANT), constituyen el núcleo del radar láser, logrando una precisión de alcance centimétrica mediante la emisión de pulsos de nanosegundos. Proporcionan datos de nube de puntos de alta densidad para el modelado 3D del terreno y la detección de objetos extraños en líneas eléctricas, y mejoran la eficiencia del levantamiento con VANT en más del triple en comparación con los métodos tradicionales. En el contexto del levantamiento topográfico nacional, su capacidad de detección de largo alcance permite un levantamiento eficiente de 10 kilómetros cuadrados por vuelo, con errores de datos controlados a menos de 5 centímetros. En el ámbito de la topografía portátil, permiten que los dispositivos ofrezcan una experiencia operativa de escaneo y captura: en la protección del patrimonio cultural, pueden capturar con precisión los detalles de la textura superficial de las reliquias culturales y proporcionar modelos 3D con resolución milimétrica para el archivo digital; en ingeniería inversa, se pueden obtener rápidamente datos geométricos de componentes complejos, acelerando las iteraciones de diseño de productos. En levantamientos topográficos y cartografía de emergencia, gracias a la capacidad de procesamiento de datos en tiempo real, se puede generar un modelo tridimensional de la zona afectada en tan solo una hora tras terremotos, inundaciones y otros desastres, lo que proporciona un apoyo fundamental para la toma de decisiones en las labores de rescate. Desde levantamientos aéreos a gran escala hasta escaneos terrestres de precisión, el láser de fibra de 1,5 μm está impulsando la industria topográfica hacia una nueva era de alta precisión y alta eficiencia.
3. Ventajas principales
La esencia del rango de detección radica en la distancia máxima a la que los fotones emitidos por el láser pueden superar la atenuación atmosférica y la pérdida por reflexión del objetivo, y aún así ser captados por el receptor como señales efectivas. Los siguientes indicadores del láser de fibra de 1,5 μm de alta luminosidad influyen directamente en este proceso:
① Potencia máxima (kW): estándar 3 kW a 3 ns y 100 kHz; producto mejorado 8 kW a 3 ns y 100 kHz. Esta potencia es el factor determinante del alcance de detección, ya que representa la energía instantánea liberada por el láser en un solo pulso y es clave para la intensidad de las señales a larga distancia. En la detección con drones, los fotones deben recorrer cientos o incluso miles de metros a través de la atmósfera, lo que puede causar atenuación debido a la dispersión de Rayleigh y la absorción de aerosoles (aunque la banda de 1,5 μm pertenece a la "ventana atmosférica", existe una atenuación inherente). Asimismo, la reflectividad de la superficie del objetivo (como las diferencias en la vegetación, los metales y las rocas) también puede provocar pérdida de señal. Al aumentar la potencia máxima, incluso después de la atenuación a larga distancia y la pérdida por reflexión, el número de fotones que llegan al extremo receptor aún puede cumplir con el umbral de relación señal/ruido, extendiendo así el rango de detección. Por ejemplo, al aumentar la potencia máxima de un láser de fibra de 1,5 μm de 1 kW a 5 kW, bajo las mismas condiciones atmosféricas, el rango de detección de objetivos con una reflectividad del 10 % puede extenderse de 200 metros a 350 metros, solucionando directamente el problema de la limitación de alcance en estudios a gran escala con drones, como en zonas montañosas y desiertos.
② Ancho de pulso (ns): ajustable de 1 a 10 ns. El producto estándar presenta una deriva de temperatura del ancho de pulso ≤ 0,5 ns en todo el rango de temperatura (-40~85 ℃); además, puede alcanzar una deriva de temperatura del ancho de pulso ≤ 0,2 ns en el mismo rango de temperatura. Este indicador representa la escala temporal de la precisión de la distancia, es decir, la duración de los pulsos láser. El principio de cálculo de distancia para la detección de drones es: distancia = (velocidad de la luz × tiempo de ida y vuelta del pulso) / 2. Por lo tanto, el ancho de pulso determina directamente la precisión de la medición temporal. Al reducir el ancho de pulso, aumenta la nitidez temporal del pulso y se reduce significativamente el error de sincronización entre el momento de emisión del pulso y el momento de recepción del pulso reflejado en el receptor.
③ Estabilidad de la longitud de onda: dentro de 1 pm/℃, el ancho de línea a temperatura ambiente de 0,128 nm es el "punto de referencia de precisión" ante interferencias ambientales, y el rango de fluctuación de la longitud de onda de salida del láser con los cambios de temperatura y voltaje. El sistema de detección en la banda de longitud de onda de 1,5 μm suele utilizar tecnología de "recepción por diversidad de longitud de onda" o "interferometría" para mejorar la precisión, y las fluctuaciones de longitud de onda pueden causar directamente una desviación en la medición de referencia; por ejemplo, cuando un dron opera a gran altitud, la temperatura ambiente puede aumentar de -10 ℃ a 30 ℃. Si el coeficiente de temperatura de la longitud de onda del láser de fibra de 1,5 μm es de 5 pm/℃, la longitud de onda fluctuará en 200 pm, y el error de medición de distancia correspondiente aumentará en 0,3 milímetros (derivado de la fórmula de correlación entre la longitud de onda y la velocidad de la luz). Especialmente en el patrullaje de líneas eléctricas con vehículos aéreos no tripulados, es necesario medir parámetros precisos como la flecha del cable y la distancia entre líneas. Una longitud de onda inestable puede provocar desviaciones en los datos y afectar la evaluación de la seguridad de la línea; el láser de 1,5 μm que utiliza tecnología de bloqueo de longitud de onda puede controlar la estabilidad de la longitud de onda dentro de 1 pm/℃, lo que garantiza una precisión de detección a nivel de centímetros incluso cuando se producen cambios de temperatura.
④ Sinergia de indicadores: El equilibrio entre precisión y alcance en escenarios reales de detección de drones, donde los indicadores no actúan de forma independiente, sino que mantienen una relación colaborativa o restrictiva. Por ejemplo, aumentar la potencia pico puede extender el alcance de detección, pero es necesario controlar el ancho de pulso para evitar una disminución de la precisión (se requiere un equilibrio entre alta potencia y pulso estrecho mediante la tecnología de compresión de pulsos). Optimizar la calidad del haz puede mejorar simultáneamente el alcance y la precisión (la concentración del haz reduce el desperdicio de energía y la interferencia en las mediciones causada por la superposición de puntos de luz a largas distancias). La ventaja de un láser de fibra de 1,5 μm radica en su capacidad para lograr una optimización sinérgica de alta potencia pico (1-10 kW), ancho de pulso estrecho (1-10 ns), alta calidad del haz (M² < 1,5) y alta estabilidad de longitud de onda (< 1 pm/°C) gracias a las bajas pérdidas de la fibra óptica y la tecnología de modulación de pulsos. Esto supone un doble avance de "larga distancia (300-500 metros) + alta precisión (nivel centimétrico)" en la detección de vehículos aéreos no tripulados, lo que también constituye su competitividad principal para reemplazar los láseres tradicionales de 905 nm y 1064 nm en estudios con vehículos aéreos no tripulados, rescate de emergencia y otros escenarios.
Personalizable
✅ Requisitos fijos de ancho de pulso y deriva de temperatura del ancho de pulso
✅ Tipo de salida y rama de salida
✅ Relación de división de rama de luz de referencia
✅ Estabilidad de potencia media
✅ Demanda de localización
Fecha de publicación: 28 de octubre de 2025