En la ola de modernización de la industria de la información geográfica de topografía y cartografía hacia 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 los dos principales campos de la topografía con vehículos aéreos no tripulados y la topografía portátil, gracias a su profunda adaptación a los requisitos del escenario. Con el crecimiento explosivo de aplicaciones como la topografía a baja altitud y la cartografía de emergencia mediante drones, así como la iteración de los dispositivos de escaneo portátiles hacia la alta precisión y portabilidad, el tamaño del mercado global de láseres de fibra de 1,5 μm para topografía superó los 1.200 millones de yuanes para 2024, con una demanda de vehículos aéreos no tripulados y dispositivos portátiles que representa más del 60% del total, y manteniendo una tasa de crecimiento anual promedio del 8,2%. Detrás de este auge de la demanda se encuentra la perfecta resonancia entre el rendimiento único de la banda de 1,5 μm y los estrictos requisitos de precisión, seguridad y adaptabilidad ambiental en escenarios topográficos.
1、 Descripción general del producto
La serie de láseres de fibra de 1,5 μm de Lumispot incorpora tecnología de amplificación MOPA, que ofrece alta potencia de pico y eficiencia de conversión electroóptica, bajo ASE y relación de ruido de efecto no lineal, y un amplio rango de temperaturas de trabajo. Esto la hace ideal como fuente de emisión láser LiDAR. En sistemas de topografía como LiDAR y 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 la amplitud de detección. El rendimiento de estas dos dimensiones está directamente relacionado con la eficiencia y la fiabilidad de los vehículos aéreos no tripulados en la topografía del terreno, el reconocimiento de objetivos, el 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 principales: potencia de pico, ancho de pulso y estabilidad de la longitud de onda, son variables clave que afectan la precisión y el alcance de detección. Su mecanismo de acción puede descomponerse a lo largo de toda la cadena de transmisión de señales, transmisión atmosférica, reflexión del objetivo y recepción de señales.
2、 Campos de aplicación
En el campo de la topografía y cartografía aérea no tripulada, la demanda de láseres de fibra de 1,5 μm se ha disparado gracias a su precisa resolución de los puntos críticos de las operaciones aéreas. La plataforma de los vehículos aéreos no tripulados tiene estrictas limitaciones de volumen, peso y consumo de energía de la carga útil, mientras que el diseño estructural compacto y las características ligeras 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 modelos de vehículos aéreos no tripulados, como los multirrotor y los de ala fija. Más importante aún, esta banda se encuentra en la "ventana dorada" de la transmisión atmosférica. En comparación con el láser de 905 nm, comúnmente utilizado, su atenuación de transmisión se reduce en más del 40 % en condiciones meteorológicas complejas, como la neblina y el polvo. Con una potencia máxima de hasta kW, puede alcanzar una distancia de detección de más de 250 metros para objetivos con una reflectividad del 10%, solucionando así el problema de la visibilidad y la medición de distancias imprecisas para vehículos aéreos no tripulados durante estudios en zonas montañosas, desiertos y otras regiones. Al mismo tiempo, sus excelentes características de seguridad para el ojo humano, que permiten una potencia máxima diez veces superior a la del láser de 905 nm, permiten a los drones operar a baja altitud sin necesidad de dispositivos de protección adicionales, lo que mejora considerablemente la seguridad y la flexibilidad en áreas con personal, como la topografía urbana y la cartografía agrícola.
En el campo de la topografía y cartografía portátiles, la creciente demanda de láseres de fibra de 1,5 μm está estrechamente relacionada con las exigencias fundamentales de portabilidad y alta precisión. Los equipos topográficos portátiles modernos deben encontrar un equilibrio entre la adaptabilidad a entornos complejos y 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 a los escáneres portátiles alcanzar una precisión micrométrica, cumpliendo con 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 antiinterferente mejora significativamente en entornos exteriores con luz intensa. Gracias a sus características de medición sin contacto, puede obtener rápidamente datos tridimensionales de nubes de puntos en escenarios como la restauración de edificios antiguos y zonas de rescate de emergencia, sin necesidad de preprocesamiento del objetivo. Lo que es más destacable es que su diseño de embalaje compacto se puede integrar 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 talleres.
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 topográficas. En la topografía con vehículos aéreos no tripulados, actúan como el "corazón" del radar láser, logrando una precisión de rango centimétrico mediante la salida de pulsos de nanosegundos, proporcionando datos de nubes de puntos de alta densidad para el modelado 3D del terreno y la detección de objetos extraños en líneas eléctricas, y triplicando la eficiencia de la topografía con vehículos aéreos no tripulados en comparación con los métodos tradicionales. En el contexto de la topografía nacional, su capacidad de detección de largo alcance permite una topografía eficiente de 10 kilómetros cuadrados por vuelo, con errores de datos controlados con una precisión de 5 centímetros. En el campo de la topografía portátil, permite a los dispositivos lograr una experiencia operativa de "escanear y obtener": en la protección del patrimonio cultural, puede capturar con precisión los detalles de la textura superficial de las reliquias culturales y proporcionar modelos 3D milimétricos para el archivo digital. En ingeniería inversa, permite obtener rápidamente datos geométricos de componentes complejos, acelerando las iteraciones de diseño de productos. En la topografía y cartografía de emergencia, gracias a las capacidades de procesamiento de datos en tiempo real, se puede generar un modelo tridimensional del área afectada en menos de una hora tras terremotos, inundaciones y otros desastres, lo que proporciona un apoyo crucial para la toma de decisiones de rescate. Desde levantamientos aéreos a gran escala hasta escaneos terrestres precisos, el láser de fibra de 1,5 μm está impulsando la industria de la topografía hacia una nueva era de "alta precisión y alta eficiencia".
3、 Ventajas principales
La esencia del rango de detección es la distancia máxima a la que los fotones emitidos por el láser pueden superar la atenuación atmosférica y la pérdida de reflexión del objetivo, y aun así ser capturados por el receptor como señales efectivas. Los siguientes indicadores del láser de fibra de 1,5 μm con fuente brillante dominan directamente este proceso:
① Potencia pico (kW): estándar 3 kW a 3 ns y 100 kHz; el producto mejorado de 8 kW a 3 ns y 100 kHz es la principal fuerza impulsora del rango de detección, representando la energía instantánea liberada por el láser en un solo pulso y el factor clave que determina la intensidad de las señales a larga distancia. En la detección con drones, los fotones deben viajar 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, aún existe atenuación inherente). Al mismo tiempo, la reflectividad de la superficie del objetivo (como las diferencias en la vegetación, los metales y las rocas) también puede provocar pérdida de señal. Cuando se aumenta la potencia máxima, incluso después de la atenuación a larga distancia y la pérdida de reflexión, la cantidad de fotones que llegan al extremo receptor aún puede cumplir con el "umbral de relación señal-ruido", lo que amplía 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, en las mismas condiciones atmosféricas, el rango de detección de objetivos con una reflectividad del 10 % se puede ampliar de 200 metros a 350 metros, lo que resuelve directamente el problema de "no poder medir lejos" en escenarios de estudio a gran escala, como áreas montañosas y desiertos para drones.
② Ancho de pulso (ns): ajustable de 1 a 10 ns. El producto estándar tiene una deriva de temperatura del ancho de pulso a temperatura completa (-40~85 ℃) de ≤ 0,5 ns; además, puede alcanzar una deriva de temperatura del ancho de pulso a temperatura completa (-40~85 ℃) de ≤ 0,2 ns. Este indicador es la escala de tiempo de la precisión de distancia, que representa la duración de los pulsos láser. El principio de cálculo de distancia para la detección de drones es "distancia = (velocidad de la luz x tiempo de ida y vuelta del pulso)/2", por lo que el ancho de pulso determina directamente la precisión de la medición del tiempo. Al reducir el ancho de pulso, aumenta la nitidez del pulso y se reduce significativamente el error de sincronización entre el tiempo de emisión del pulso y el tiempo 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 máxima de 0,128 nm es el punto de referencia de precisión bajo interferencias ambientales, y el rango de fluctuación de la longitud de onda de salida del láser se ve afectado por 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 de diversidad de longitud de onda" o "interferometría" para mejorar la precisión. Las fluctuaciones de la longitud de onda pueden causar directamente una desviación del punto de referencia de la medición; 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 la vigilancia de líneas eléctricas con vehículos aéreos no tripulados, es necesario medir parámetros precisos como la flecha del cable y la distancia entre líneas. La longitud de onda inestable puede provocar una desviación de 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 de nivel centimétrico incluso cuando se producen cambios de temperatura.
④ Sinergia de indicadores: El factor que equilibra la precisión y el 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 ampliar el alcance de detección, pero es necesario controlar el ancho de pulso para evitar una disminución de la precisión (se debe lograr un equilibrio entre alta potencia y pulso estrecho mediante 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 la medición causada por la superposición de puntos de luz a largas distancias). La ventaja de un láser de fibra de 1,5 μm reside 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 la longitud de onda (<1 pm/℃) gracias a las características de baja pérdida de los medios de fibra y la tecnología de modulación de pulsos. Esto logra un doble avance de "larga distancia (300-500 metros) + alta precisión (nivel centimétrico)" en la detección de vehículos aéreos no tripulados, que también es su principal competitividad al reemplazar los láseres tradicionales de 905 nm y 1064 nm en la prospección de vehículos aéreos no tripulados, el rescate de emergencia y otros escenarios.
Personalizable
✅ Requisitos de ancho de pulso fijo y deriva de temperatura de ancho de pulso
✅ Tipo de salida y rama de salida
✅ Relación de división de la rama de luz de referencia
✅ Estabilidad de potencia media
✅ Demanda de localización
Hora de publicación: 28 de octubre de 2025