Na onda de modernização da indústria de informações geográficas para levantamentos e mapeamento, visando maior eficiência e precisão, os lasers de fibra de 1,5 μm estão se tornando a principal força motriz para o crescimento do mercado em dois grandes campos: levantamentos com veículos aéreos não tripulados (VANTs) e levantamentos com dispositivos portáteis. Isso se deve à sua profunda adaptação às necessidades de cada cenário. Com o crescimento exponencial de aplicações como levantamentos em baixa altitude e mapeamento de emergência com drones, bem como a evolução dos dispositivos de escaneamento portáteis em direção à alta precisão e portabilidade, o mercado global de lasers de fibra de 1,5 μm para levantamentos ultrapassou 1,2 bilhão de yuans em 2024. A demanda por VANTs e dispositivos portáteis representa mais de 60% do total, mantendo uma taxa média de crescimento anual de 8,2%. Por trás desse aumento expressivo na demanda está a perfeita sinergia entre o desempenho excepcional da banda de 1,5 μm e as rigorosas exigências de precisão, segurança e adaptabilidade ambiental em cenários de levantamento.
1. Visão geral do produto
A série de lasers de fibra de 1,5 μm da Lumispot adota a tecnologia de amplificação MOPA, que apresenta alta potência de pico e eficiência de conversão eletro-óptica, baixa taxa de ruído de efeito espontâneo (ASE) e não linear, além de uma ampla faixa de temperatura de operação, tornando-a adequada para uso como fonte de emissão laser em sistemas LiDAR. Em sistemas de levantamento topográfico, como LiDAR e LiDAR, um laser de fibra de 1,5 μm é utilizado como principal fonte de luz emissora, e seus indicadores de desempenho determinam diretamente a "precisão" e o "alcance" da detecção. O desempenho nessas duas dimensões está diretamente relacionado à eficiência e confiabilidade de veículos aéreos não tripulados (VANTs) em levantamentos topográficos, reconhecimento de alvos, patrulhamento de linhas de transmissão de energia e outros cenários. Do ponto de vista das leis físicas de transmissão e da lógica de processamento de sinais, os três indicadores principais – potência de pico, largura de pulso e estabilidade do comprimento de onda – são variáveis-chave que afetam a precisão e o alcance da detecção. Seu mecanismo de ação pode ser decomposto em toda a cadeia de "transmissão do sinal → transmissão atmosférica → reflexão do alvo → recepção do sinal".
2. Campos de aplicação
Na área de levantamento e mapeamento aéreo não tripulado, a demanda por lasers de fibra de 1,5 μm explodiu devido à sua alta precisão na resolução de pontos críticos em operações aéreas. As plataformas de veículos aéreos não tripulados (VANTs) possuem limitações rigorosas quanto ao volume, peso e consumo de energia da carga útil, enquanto o design estrutural compacto e a leveza do laser de fibra de 1,5 μm permitem reduzir o peso do sistema de radar a laser para um terço do equipamento tradicional, adaptando-se perfeitamente a diversos tipos de modelos de VANTs, como multirrotores e aeronaves de asa fixa. Mais importante ainda, essa banda está localizada na "janela dourada" de transmissão atmosférica. Comparado ao laser de 905 nm comumente utilizado, sua atenuação de transmissão é reduzida em mais de 40% em condições meteorológicas complexas, como neblina e poeira. Com uma potência de pico de até kW, ele pode atingir uma distância de detecção de mais de 250 metros para alvos com refletividade de 10%, resolvendo o problema de "visibilidade e medição de distância precárias" para veículos aéreos não tripulados durante levantamentos em áreas montanhosas, desertos e outras regiões. Ao mesmo tempo, suas excelentes características de segurança para os olhos humanos — permitindo uma potência de pico mais de 10 vezes superior à do laser de 905 nm — possibilitam que os drones operem em baixas altitudes sem a necessidade de dispositivos de proteção adicionais, melhorando significativamente a segurança e a flexibilidade em áreas tripuladas, como levantamentos urbanos e mapeamento agrícola.
Na área de levantamento e mapeamento portáteis, a crescente demanda por lasers de fibra de 1,5 μm está intimamente ligada às principais exigências de portabilidade e alta precisão dos dispositivos. Os modernos equipamentos portáteis de levantamento precisam equilibrar a adaptabilidade a cenários complexos e a facilidade de operação. O baixo ruído de saída e a alta qualidade do feixe dos lasers de fibra de 1,5 μm permitem que os scanners portáteis alcancem precisão de medição em nível micrométrico, atendendo a requisitos de alta precisão, como a digitalização de relíquias culturais e a detecção de componentes industriais. Comparado aos lasers tradicionais de 1,064 μm, sua capacidade anti-interferência é significativamente aprimorada em ambientes externos com forte luminosidade. Combinado com as características de medição sem contato, ele pode obter rapidamente dados de nuvem de pontos tridimensionais em cenários como restauração de edifícios antigos e locais de resgate de emergência, sem a necessidade de pré-processamento do alvo. Mais notável ainda é que seu design compacto permite a integração em dispositivos portáteis com peso inferior a 500 gramas, com uma ampla faixa de temperatura de -30 ℃ a +60 ℃, adaptando-se perfeitamente às necessidades de operações em diversos cenários, como levantamentos de campo e inspeções em oficinas.
Do ponto de vista de sua função principal, os lasers de fibra de 1,5 μm tornaram-se dispositivos essenciais para remodelar as capacidades de levantamento topográfico. Em levantamentos com veículos aéreos não tripulados (VANTs), atuam como o "coração" do radar a laser, alcançando precisão de alcance em nível centimétrico por meio de pulsos de nanossegundos, fornecendo dados de nuvem de pontos de alta densidade para modelagem 3D do terreno e detecção de objetos estranhos em linhas de energia, e melhorando a eficiência dos levantamentos com VANTs em mais de três vezes em comparação com os métodos tradicionais. No contexto de levantamentos topográficos nacionais, sua capacidade de detecção de longo alcance permite o levantamento eficiente de 10 quilômetros quadrados por voo, com erros de dados controlados em até 5 centímetros. No campo de levantamentos portáteis, possibilitam que os dispositivos realizem uma experiência operacional de "escanear e obter": na proteção do patrimônio cultural, podem capturar com precisão os detalhes da textura da superfície de relíquias culturais e fornecer modelos 3D em nível milimétrico para arquivamento digital; na engenharia reversa, os dados geométricos de componentes complexos podem ser obtidos rapidamente, acelerando as iterações do projeto do produto. Em levantamentos e mapeamentos de emergência, com recursos de processamento de dados em tempo real, um modelo tridimensional da área afetada pode ser gerado em até uma hora após terremotos, inundações e outros desastres, fornecendo suporte crucial para a tomada de decisões em operações de resgate. De levantamentos aéreos em larga escala a escaneamentos terrestres precisos, o laser de fibra de 1,5 μm está impulsionando o setor de topografia para uma nova era de "alta precisão + alta eficiência".
3. Principais vantagens
A essência do alcance de detecção reside na distância máxima na qual os fótons emitidos pelo laser conseguem superar a atenuação atmosférica e a perda por reflexão no alvo, sendo ainda captados pelo receptor como sinais efetivos. Os seguintes indicadores do laser de fibra de 1,5 μm, fonte de alta intensidade, influenciam diretamente esse processo:
① Potência de pico (kW): padrão 3kW a 3ns e 100kHz; produto atualizado 8kW a 3ns e 100kHz. A potência de pico é a "força motriz principal" do alcance de detecção, representando a energia instantânea liberada pelo laser em um único pulso, e é o fator chave que determina a intensidade dos sinais de longa distância. Na detecção por drones, os fótons precisam percorrer centenas ou até milhares de metros através da atmosfera, o que pode causar atenuação devido à dispersão de Rayleigh e à absorção por aerossóis (embora a banda de 1,5 μm pertença à "janela atmosférica", ainda existe atenuação inerente). Ao mesmo tempo, a refletividade da superfície do alvo (como diferenças na vegetação, metais e rochas) também pode levar à perda de sinal. Ao aumentar a potência de pico, mesmo após a atenuação a longa distância e a perda por reflexão, o número de fótons que chegam ao receptor ainda consegue atender ao "limiar da relação sinal-ruído", ampliando assim o alcance de detecção. Por exemplo, ao aumentar a potência de pico de um laser de fibra de 1,5 μm de 1 kW para 5 kW, sob as mesmas condições atmosféricas, o alcance de detecção de alvos com 10% de refletividade pode ser estendido de 200 metros para 350 metros, resolvendo diretamente o problema de "não conseguir medir a longas distâncias" em cenários de levantamento em larga escala, como áreas montanhosas e desertos, para drones.
② Largura do pulso (ns): ajustável de 1 a 10 ns. O produto padrão apresenta uma deriva de temperatura da largura do pulso de ≤ 0,5 ns em toda a faixa de temperatura (-40~85 ℃); além disso, pode atingir uma deriva de temperatura da largura do pulso de ≤ 0,2 ns em toda a faixa de temperatura (-40~85 ℃). Este indicador é a "escala de tempo" da precisão da distância, representando a duração dos pulsos de laser. O princípio de cálculo da distância para detecção de drones é "distância = (velocidade da luz x tempo de ida e volta do pulso)/2", portanto, a largura do pulso determina diretamente a "precisão da medição do tempo". Quando a largura do pulso é reduzida, a "nitidez temporal" do pulso aumenta e o erro de temporização entre o "tempo de emissão do pulso" e o "tempo de recepção do pulso refletido" na extremidade receptora será significativamente reduzido.
③ Estabilidade do comprimento de onda: dentro de 1 pm/℃, a largura de linha em temperatura máxima de 0,128 nm é a "âncora de precisão" sob interferência ambiental, e a faixa de flutuação do comprimento de onda de saída do laser com mudanças de temperatura e tensão. O sistema de detecção na faixa de comprimento de onda de 1,5 μm geralmente usa a tecnologia de "recepção por diversidade de comprimento de onda" ou "interferometria" para melhorar a precisão, e as flutuações de comprimento de onda podem causar diretamente desvios nos parâmetros de referência de medição - por exemplo, quando um drone está operando em alta altitude, a temperatura ambiente pode subir de -10 ℃ para 30 ℃. Se o coeficiente de temperatura do comprimento de onda do laser de fibra de 1,5 μm for de 5 pm/℃, o comprimento de onda flutuará em 200 pm e o erro de medição de distância correspondente aumentará em 0,3 milímetros (derivado da fórmula de correlação entre comprimento de onda e velocidade da luz). Especialmente no patrulhamento de linhas de energia por veículos aéreos não tripulados, parâmetros precisos como flecha do fio e distância entre linhas precisam ser medidos. A instabilidade do comprimento de onda pode levar a desvios nos dados e afetar a avaliação da segurança da linha; o laser de 1,5 μm, utilizando tecnologia de bloqueio de comprimento de onda, consegue controlar a estabilidade do comprimento de onda em até 1 pm/℃, garantindo precisão de detecção em nível centimétrico mesmo com variações de temperatura.
④ Sinergia de indicadores: O "equilíbrio" entre precisão e alcance em cenários reais de detecção de drones, onde os indicadores não atuam de forma independente, mas sim em uma relação colaborativa ou restritiva. Por exemplo, aumentar a potência de pico pode estender o alcance de detecção, mas é necessário controlar a largura do pulso para evitar uma diminuição na precisão (um equilíbrio entre "alta potência + pulso estreito" precisa ser alcançado por meio da tecnologia de compressão de pulsos); otimizar a qualidade do feixe pode melhorar simultaneamente o alcance e a precisão (a concentração do feixe reduz o desperdício de energia e a interferência de medição causada pela sobreposição de pontos de luz em longas distâncias). A vantagem de um laser de fibra de 1,5 μm reside em sua capacidade de alcançar a otimização sinérgica de "alta potência de pico (1-10 kW), largura de pulso estreita (1-10 ns), alta qualidade do feixe (M² < 1,5) e alta estabilidade de comprimento de onda (< 1 pm/℃)" por meio das características de baixa perda do meio de fibra e da tecnologia de modulação de pulsos. Isso representa um avanço duplo de "longa distância (300-500 metros) + alta precisão (nível centimétrico)" na detecção de veículos aéreos não tripulados, o que também é sua principal vantagem competitiva na substituição dos lasers tradicionais de 905 nm e 1064 nm em levantamentos com veículos aéreos não tripulados, resgate de emergência e outros cenários.
Personalizável
✅ Requisitos de largura de pulso fixa e deriva de temperatura da largura de pulso
✅ Tipo de saída e ramificação de saída
✅ Proporção de divisão de ramos de luz de referência
✅ Estabilidade de energia média
✅ Demanda de localização
Data da publicação: 28/10/2025