Важность мониторинга видимости и ранние ограничения оборудования.

В повседневной жизни уровень видимости напрямую влияет на безопасность наших поездок. Будь то туман на автомагистралях, морской туман в портах или низкая облачность на взлетно-посадочных полосах аэропортов, эти явления низкой видимости представляют собой серьезную угрозу для транспорта. Для измерения видимости были разработаны лазерные измерители видимости.

Первые распространенные измерители видимости были одноточечными и могли измерять видимость только в одном измерении. Несмотря на низкую стоимость, получаемая информация была неполной, а область применения — ограниченной.

Принцип работы и преимущества квантового лидара видимости

С развитием технологий был разработан квантовый лидар видимости. Он использует лазер для излучения лазерных импульсов с фиксированной длиной волны, которые проникают в атмосферу и подвергаются рассеянию на расстоянии нескольких метров от аэрозолей, водяного пара и частиц дымки. Через телескоп он принимает рассеянный свет на разных расстояниях, вычисляет коэффициент атмосферного ослабления и рассчитывает видимость. Благодаря наблюдению метеорологических элементов на минутном уровне повышается дальность и качество данных атмосферных наблюдений, устраняются ограничения традиционного точечного мониторинга с помощью измерителей видимости, что расширяет возможности мониторинга и предупреждения о внезапных и катастрофических погодных явлениях.

Взаимодействие атмосферных частиц/молекул с лазером – типы рассеяния и соответствующий лидар.

Основные сценарии применения

На основе результатов сканирования трехмерной видимости определять зоны с низкой видимостью и своевременно выдавать предупреждения о низкой видимости, используя пороговые значения для обеспечения безопасности полетов воздушных судов на малых высотах в окрестностях мест взлета и посадки; предоставлять поддержку принятия решений относительно «периода окна» полетов для туризма и осмотра достопримечательностей на основе данных наблюдений в реальном времени, обеспечивая визуальное восприятие туризма и осмотра достопримечательностей; предоставлять информацию о видимости вдоль траектории полета для обеспечения своевременного избегания препятствий и повышения безопасности полетов.

Развитие лазерных технологий в условиях тенденции к миниатюризации.

С развитием экономики, ориентированной на малые высоты, потребность в миниатюризации становится все более актуальной, что привело к необходимости создания миниатюрных квантовых лидаров видимости. Миниатюризация позволяет уменьшить объем, снизить стоимость и способствует крупномасштабному развертыванию. В области технологий миниатюризации одним из ключевых направлений являются лазеры. Традиционные ламповые лазеры накачки давно вытеснены и заменены твердотельными импульсными лазерами, которые в основном используют технологию активной модуляции добротности и требуют высоковольтных цепей и активных квантовых кристаллов. Хотя их объем относительно невелик по сравнению с ламповыми лазерами накачки, он недостаточно мал для миниатюрных лазерных радаров. Поэтому на данном этапе характеристики микрочиповый лазер Начали появляться технологии пассивной модуляции добротности (Q-switching). микрочиповый лазер из Реальный свет Характеризуется миниатюризацией, низким энергопотреблением и узкой шириной импульса. Как показано на приведенной ниже принципиальной схеме и физической диаграмме, его можно сделать очень компактным, а резонансная полость — очень короткой, что позволяет получить выходной сигнал с узкой шириной импульса.

Принципиальная схема пассивного микрочипового лазера с модуляцией добротности

Пассивный микрочиповый лазер RealLight с модуляцией добротности

По сравнению с лазеры с активной модуляцией добротностинедостаток микрочиповые лазеры Их преимуществом является более низкая средняя мощность. В прошлом дальность измерения лазерных радаров превышала 5 км, а иногда и достигала 15 км. Поэтому в большинстве случаев для удовлетворения требований к измерениям выбирались лазеры с активной модуляцией добротности. С развитием маловысотной экономики требования к дальности измерения превысили 3 км, а с развитием технологий обнаружения стоимость детекторов одиночных фотонов продолжает снижаться. Преимуществами являются более низкая средняя мощность. микрочиповые лазеры стали широко распространены и нашли широкое применение. В различных областях применения лазеры Реальный свет Он не только миниатюрен, недорог и стабилен, но и обладает преимуществами миниатюризации и низкого энергопотребления, что снижает требования к теплоотводу и упрощает проектирование радиолокационной системы; кроме того, благодаря компактной и рациональной конструкции лазер обладает значительно лучшей направленностью при высоких и низких температурах, особенно в условиях низких температур, вызывающих головную боль.

Микрочиповый лазер RealLight

С развитием экономики, ориентированной на малые высоты, миниатюризация лазерных радаров положит начало периоду стремительного развития, обеспечивая высокую надежность, низкую стоимость и миниатюризацию. Реальный светЛазер поможет в этом этапе развития. Низковысотная экономичность облегчит путешествия людей и решит проблемы загрязнения окружающей среды. Давайте вместе будем ждать этого с нетерпением.

Предупреждение: Часть информации в этой статье получена из интернета и предназначена исключительно для технических исследований и обмена опытом. Она предназначена только для ознакомления и обучения. В случае обнаружения ошибок в описании или академических неточностей, пожалуйста, своевременно сообщите нам об этом. В случае возникновения вопросов, связанных с авторскими правами, пожалуйста, свяжитесь с нами для проверки и скорейшего удаления информации.