視界監視の重要性と初期の機器の限界

日常生活において、視界レベルは移動の安全性に直接影響します。高速道路の霧、港湾の海霧、空港滑走路の低層雲など、視界不良現象は交通機関にとって重大な脅威となります。視界を測定するために、レーザー式視界計が登場しました。

初期の一般的な視程計は単点式で、視程を一方向しか測定できなかった。コストは低かったものの、得られる情報は不完全で、用途も限られていた。

可視量子ライダーの動作原理と利点

技術の発展に伴い、視程量子ライダーが開発されました。これは、レーザーを用いて固定波長のレーザーパルスを発射し、それが大気を透過してエアロゾル、水蒸気、および霞粒子と散乱する様子を計測します。望遠鏡を通して様々な距離で後方散乱光を受信し、大気消光係数を逆算することで視程を算出します。分単位で気象要素を観測することで、大気観測の範囲とデータ品質が向上し、従来の視程計を用いた点観測の限界を克服し、突発的かつ壊滅的な気象現象に対する監視・警報能力を強化します。

大気中の粒子/分子とレーザー散乱タイプおよび対応するライダーとの相互作用

主要なアプリケーションシナリオ

3次元視程のスキャン観測結果に基づき、低視程範囲を特定し、警告閾値と組み合わせて適時に低視程警告を発令し、離着陸地点周辺における航空機の低高度飛行の安全性を確保する。リアルタイム観測データに基づき、観光飛行の「飛行可能期間」に関する意思決定支援を提供し、観光飛行の視覚体験を確保する。飛行経路に沿った視程情報を提供し、障害物の適時回避を確保し、飛行安全性を向上させる。

小型化の潮流におけるレーザー技術の進化

低高度経済の発展に伴い、小型化への要求がますます切迫しており、小型可視量子ライダーの必要性が生じている。小型化により、体積が小さくなり、コストが下がり、大規模展開に有利となる。小型化技術の分野では、レーザーが重要な焦点の一つとなっている。従来のランプポンプレーザーは既に廃止され、全固体パルスレーザーに置き換えられている。全固体パルスレーザーは主にアクティブQスイッチング技術を使用し、高電圧回路とアクティブQ結晶を必要とする。体積はランプポンプレーザーに比べて比較的小さいものの、小型レーザーレーダーには十分小さくはない。したがって、現時点では、 マイクロチップレーザー 受動Qスイッチング技術に基づいたものが登場し始めた。 マイクロチップレーザー の リアルライト 小型化、低消費電力、狭パルス幅を特徴とする。下記の設計概略図および物理図に示すように、非常にコンパクトに設計でき、共振器も非常に短いため、狭パルス幅の出力を実現できる。

受動Qスイッチマイクロチップレーザーの動作原理図

RealLight社製パッシブQスイッチマイクロチップレーザー

に比べ アクティブQスイッチレーザー欠点は マイクロチップレーザー 平均出力が低いことが利点です。従来、レーザーレーダーの測定範囲は5km以上、場合によっては15kmにも達していました。そのため、ほとんどの場合、測定要件を満たすためにアクティブQスイッチレーザーが選択されていました。低高度経済の発展に伴い、測定範囲の要求は3kmを超え、検出技術の発展に伴い、単一光子検出器のコストは下がり続けています。平均出力が低いことの利点は、 マイクロチップレーザー レーザーは注目を集め、完全に応用されている。 リアルライト 小型化、低コスト、安​​定性に加えて、小型化と低消費電力の恩恵も受けており、放熱要件が低く、レーダーシステムの設計が簡素化されています。さらに、コンパクトで合理的な構造設計により、レーザーは高温および低温において、特に頭痛を引き起こす低温指向性において、著しく優れた指向性を発揮します。

リアルライトマイクロチップレーザー

低高度経済の発展に伴い、レーザーレーダーの小型化は急速な発展の波をもたらし、高信頼性、低コスト、小型化が実現するだろう。 リアルライトレーザー技術は今回の開発段階において重要な役割を果たすでしょう。低高度経済は人々の移動を容易にし、大気汚染問題の改善にも貢献します。共にその実現を期待しましょう。

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