측량 및 지도 제작 지리 정보 산업이 효율성과 정밀도를 향해 업그레이드되는 흐름 속에서, 1.5μm 파이버 레이저는 현장 요구 사항에 대한 뛰어난 적응성 덕분에 무인 항공기 측량과 휴대용 측량이라는 두 주요 분야의 시장 성장을 이끄는 핵심 동력으로 자리매김하고 있습니다. 드론을 활용한 저고도 측량 및 긴급 지도 제작과 같은 응용 분야의 폭발적인 성장과 휴대용 스캐닝 장치의 고정밀 및 휴대성 향상에 힘입어, 측량용 1.5μm 파이버 레이저의 세계 시장 규모는 2024년까지 12억 위안을 넘어설 것으로 예상됩니다. 이 중 무인 항공기 및 휴대용 장치 수요가 전체의 60% 이상을 차지하며 연평균 8.2%의 성장률을 유지할 것으로 전망됩니다. 이러한 수요 급증의 배경에는 1.5μm 대역의 고유한 성능과 측량 시나리오에서 요구되는 정확성, 안전성, 환경 적응성에 대한 엄격한 기준이 완벽하게 부합하는 점이 있습니다.
1. 제품 개요
루미스팟의 "1.5μm 파이버 레이저 시리즈"는 MOPA 증폭 기술을 채택하여 높은 피크 출력과 전기광학 변환 효율, 낮은 ASE 및 비선형 효과 잡음비, 그리고 넓은 작동 온도 범위를 제공하므로 LiDAR 레이저 광원으로 사용하기에 적합합니다. LiDAR와 같은 측량 시스템에서 1.5μm 파이버 레이저는 핵심 광원으로 사용되며, 그 성능 지표는 탐지 정확도와 탐지 범위를 직접적으로 결정합니다. 이 두 가지 성능은 지형 측량, 목표물 인식, 전력선 순찰 등 다양한 시나리오에서 무인 항공기의 효율성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 물리적 전송 법칙과 신호 처리 논리의 관점에서 피크 출력, 펄스 폭, 파장 안정성이라는 세 가지 핵심 지표는 탐지 정확도와 탐지 범위에 영향을 미치는 주요 변수입니다. 이들의 작용 메커니즘은 "신호 전송 → 대기 투과 → 목표물 반사 → 신호 수신"의 전체 과정을 통해 분석할 수 있습니다.
2. 적용 분야
무인 항공 측량 및 지도 제작 분야에서 1.5μm 파이버 레이저는 항공 작업의 문제점을 정밀하게 파악할 수 있어 수요가 급증하고 있습니다. 무인 항공기 플랫폼은 탑재체의 부피, 무게, 에너지 소비에 엄격한 제약이 있지만, 1.5μm 파이버 레이저는 소형화된 구조와 경량 특성 덕분에 레이저 레이더 시스템의 무게를 기존 장비의 3분의 1 수준으로 줄일 수 있어 멀티로터 및 고정익 등 다양한 무인 항공기 모델에 완벽하게 적용할 수 있습니다. 더욱 중요한 것은 이 대역이 대기 투과율의 "황금 창"에 위치한다는 점입니다. 일반적으로 사용되는 905nm 레이저와 비교했을 때, 안개나 먼지와 같은 복잡한 기상 조건에서도 투과 감쇠가 40% 이상 감소합니다. 최대 kW의 피크 출력으로 반사율 10%의 목표물을 250m 이상 탐지할 수 있어 산악 지역, 사막 등에서 무인 항공기의 측량 시 발생하는 "불명확한 시야 및 거리 측정" 문제를 해결합니다. 동시에, 905nm 레이저보다 10배 이상 높은 피크 출력을 허용하는 탁월한 인체 눈 안전성을 통해 드론이 추가적인 안전 보호 장치 없이 저고도에서 운용될 수 있도록 하여 도시 측량 및 농업 지도 제작과 같은 유인 작업 영역의 안전성과 유연성을 크게 향상시킵니다.
휴대용 측량 및 지도 제작 분야에서 1.5μm 파이버 레이저에 대한 수요 증가는 장비의 휴대성과 고정밀도에 대한 핵심 요구 사항과 밀접한 관련이 있습니다. 현대 휴대용 측량 장비는 복잡한 환경에 대한 적응성과 조작 편의성 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 1.5μm 파이버 레이저는 낮은 노이즈 출력과 우수한 빔 품질을 통해 휴대용 스캐너가 마이크로미터 수준의 측정 정확도를 달성할 수 있도록 지원하며, 문화재 디지털화 및 산업 부품 검출과 같은 고정밀 요구 사항을 충족합니다. 기존의 1.064μm 레이저와 비교했을 때, 실외 강광 환경에서 간섭 방지 기능이 크게 향상되었습니다. 또한 비접촉 측정 특성을 통해 고대 건축물 복원 및 긴급 구조 현장과 같은 시나리오에서 대상 전처리 없이 신속하게 3차원 포인트 클라우드 데이터를 획득할 수 있습니다. 더욱 주목할 만한 점은 컴팩트한 패키징 디자인으로 500g 미만의 휴대용 장치에 통합할 수 있으며, -30℃에서 +60℃에 이르는 넓은 온도 범위를 지원하여 현장 조사 및 작업장 점검과 같은 다양한 시나리오 작업에 완벽하게 적합하다는 것입니다.
핵심적인 역할 측면에서 볼 때, 1.5μm 파이버 레이저는 측량 기술의 판도를 바꾸는 데 중요한 역할을 하는 핵심 장비로 자리매김했습니다. 무인 항공기 측량 분야에서는 레이저 레이더의 "심장" 역할을 하며, 나노초 펄스 출력을 통해 센티미터 수준의 거리 측정 정확도를 달성하고, 지형 3D 모델링 및 전력선 이물질 탐지를 위한 고밀도 포인트 클라우드 데이터를 제공하여 무인 항공기 측량 효율을 기존 방식보다 3배 이상 향상시킵니다. 국가 토지 측량 분야에서는 장거리 탐지 능력을 통해 1회 비행으로 10제곱킬로미터에 달하는 면적을 효율적으로 측량할 수 있으며, 데이터 오차는 5센티미터 이내로 제어됩니다. 휴대용 측량 분야에서는 "스캔 후 데이터 획득"이라는 간편한 조작 경험을 제공합니다. 문화재 보호 분야에서는 문화재의 표면 질감 세부 정보를 정확하게 캡처하여 디지털 아카이빙을 위한 밀리미터 수준의 3D 모델을 생성할 수 있으며, 역설계 분야에서는 복잡한 부품의 기하학적 데이터를 신속하게 얻어 제품 설계 반복 작업을 가속화할 수 있습니다. 긴급 상황 조사 및 지도 제작 분야에서 실시간 데이터 처리 기능을 통해 지진, 홍수 및 기타 재해 발생 후 1시간 이내에 피해 지역의 3차원 모델을 생성할 수 있어 구조 활동 결정에 필수적인 지원을 제공합니다. 대규모 항공 측량부터 정밀 지상 스캐닝에 이르기까지 1.5μm 파이버 레이저는 측량 산업을 "고정밀+고효율"의 새로운 시대로 이끌고 있습니다.
3. 핵심 장점
검출 범위의 핵심은 레이저에서 방출된 광자가 대기 감쇠 및 목표물 반사 손실을 극복하고 수신단에서 유효한 신호로 포착될 수 있는 최대 거리입니다. 1.5μm 파이버 레이저와 같은 고출력 광원의 다음 지표들이 이 과정에 직접적인 영향을 미칩니다.
① 최대 출력(kW): 표준 3kW@3ns & 100kHz; 업그레이드 제품 8kW@3ns & 100kHz는 탐지 범위의 "핵심 구동력"으로, 단일 펄스 내에서 레이저가 방출하는 순간 에너지를 나타내며 장거리 신호 강도를 결정하는 핵심 요소입니다. 드론 탐지에서 광자는 대기를 수백 또는 수천 미터 통과해야 하는데, 이 과정에서 레일리 산란 및 에어로졸 흡수로 인한 감쇠가 발생할 수 있습니다(1.5μm 대역이 "대기 투과 영역"에 속하지만 본질적인 감쇠가 존재합니다). 또한, 목표물 표면의 반사율(예: 식물, 금속, 암석의 차이) 역시 신호 손실의 원인이 될 수 있습니다. 최대 출력을 높이면 장거리 감쇠 및 반사 손실 후에도 수신단에 도달하는 광자 수가 "신호 대 잡음비 임계값"을 충족할 수 있으므로 탐지 범위를 확장할 수 있습니다. 예를 들어, 1.5μm 파이버 레이저의 최대 출력을 1kW에서 5kW로 높이면 동일한 대기 조건에서 반사율 10%인 목표물의 탐지 범위를 200m에서 350m로 확장할 수 있어 드론을 이용한 산악 지역이나 사막과 같은 대규모 조사 시나리오에서 "원거리 측정 불가"라는 문제점을 직접적으로 해결할 수 있습니다.
② 펄스 폭(ns): 1~10ns 범위에서 조절 가능합니다. 표준 제품은 전체 온도 범위(-40~85℃)에서 펄스 폭의 온도 드리프트가 ≤ 0.5ns이며, 더 나아가 전체 온도 범위(-40~85℃)에서 펄스 폭의 온도 드리프트를 ≤ 0.2ns까지 낮출 수 있습니다. 이 지표는 거리 정확도의 "시간 척도"로, 레이저 펄스의 지속 시간을 나타냅니다. 드론 탐지를 위한 거리 계산 원리는 "거리=(광속 x 펄스 왕복 시간)/2"이므로, 펄스 폭은 "시간 측정 정확도"를 직접적으로 결정합니다. 펄스 폭이 줄어들면 펄스의 "시간적 예리함"이 향상되어 "펄스 방출 시간"과 수신단에서의 "반사 펄스 수신 시간" 사이의 시간 오차가 크게 줄어듭니다.
③ 파장 안정성: 1pm/℃ 이내, 0.128nm의 최대 온도에서의 선폭은 환경 간섭 하에서의 "정밀도 기준점"이며, 온도 및 전압 변화에 따른 레이저 출력 파장의 변동 범위를 고려합니다. 1.5μm 파장 대역의 검출 시스템은 일반적으로 정확도 향상을 위해 "파장 다중 수신" 또는 "간섭계" 기술을 사용하는데, 파장 변동은 측정 기준 편차를 직접적으로 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 드론이 고고도에서 작업할 때 주변 온도가 -10℃에서 30℃까지 상승할 수 있습니다. 1.5μm 광섬유 레이저의 파장 온도 계수가 5pm/℃인 경우, 파장은 200pm만큼 변동하고, 이에 따라 거리 측정 오차는 0.3mm 증가합니다(파장과 광속의 상관 관계식에 근거). 특히 무인 항공기를 이용한 전력선 순찰에서는 전선 처짐, 선로 간 거리와 같은 정밀한 매개변수를 측정해야 합니다. 불안정한 파장은 데이터 편차를 초래하고 전력선 안전 평가에 영향을 미칠 수 있습니다. 파장 잠금 기술을 사용하는 1.5μm 레이저는 1μm/℃ 이내의 파장 안정성을 제어할 수 있어 온도 변화가 발생하더라도 센티미터 수준의 감지 정확도를 보장합니다.
④ 지표 시너지: 실제 드론 탐지 시나리오에서 정확도와 탐지 범위 사이의 균형을 맞춰주는 요소입니다. 여기서 지표들은 독립적으로 작용하는 것이 아니라 상호 협력적이거나 제한적인 관계를 갖습니다. 예를 들어, 최대 출력을 높이면 탐지 범위를 확장할 수 있지만, 정확도 저하를 방지하기 위해 펄스 폭을 제어해야 합니다(펄스 압축 기술을 통해 "고출력 + 좁은 펄스"의 균형을 달성해야 함). 빔 품질을 최적화하면 탐지 범위와 정확도를 동시에 향상시킬 수 있습니다(빔 집중은 장거리에서 광점 중첩으로 인한 에너지 낭비 및 측정 간섭을 줄임). 1.5μm 파이버 레이저의 장점은 광섬유 매체의 낮은 손실 특성과 펄스 변조 기술을 통해 "높은 최대 출력(1-10kW), 좁은 펄스 폭(1-10ns), 높은 빔 품질(M²<1.5), 높은 파장 안정성(<1pm/℃)"의 시너지 최적화를 달성할 수 있다는 점입니다. 이는 무인 항공기 탐지 분야에서 "장거리(300~500미터) + 고정밀(센티미터 수준)"이라는 두 가지 돌파구를 마련했으며, 무인 항공기 측량, 긴급 구조 및 기타 시나리오에서 기존의 905nm 및 1064nm 레이저를 대체하는 핵심 경쟁력입니다.
맞춤 설정 가능
✅ 고정 펄스 폭 및 펄스 폭 온도 드리프트 요구 사항
✅ 출력 유형 및 출력 분기
✅ 기준 광 분기 분할 비율
✅ 평균 전력 안정성
✅ 현지화 요구 사항
게시 시간: 2025년 10월 28일