측량 및 지도 제작 지리 정보 산업이 효율성과 정밀성을 향해 업그레이드되는 흐름 속에서, 1.5μm 파이버 레이저는 현장 요구 사항에 대한 심층적인 적응성 덕분에 무인 항공기 측량 및 휴대용 측량이라는 두 가지 주요 분야에서 시장 성장의 핵심 원동력이 되고 있습니다. 드론을 이용한 저고도 측량 및 비상 지도 제작과 같은 응용 분야의 폭발적인 성장과 고정밀 및 휴대성을 향한 휴대용 스캐닝 장치의 반복으로 인해 2024년까지 측량용 1.5μm 파이버 레이저의 세계 시장 규모는 12억 위안을 넘어섰으며, 무인 항공기 및 휴대용 장치에 대한 수요가 전체의 60% 이상을 차지하며 연평균 8.2%의 성장률을 유지하고 있습니다. 이러한 수요 급증의 배경에는 1.5μm 대역의 고유한 성능과 측량 시나리오의 정확성, 안전성 및 환경 적응성에 대한 엄격한 요구 사항 간의 완벽한 공명이 있습니다.
1. 제품 개요
루미스팟(Lumispot)의 "1.5um 파이버 레이저 시리즈"는 높은 피크 전력 및 전기광학 변환 효율, 낮은 ASE(전자파 차폐) 및 비선형 효과 잡음비, 그리고 넓은 작동 온도 범위를 가진 MOPA 증폭 기술을 채택하여 LiDAR 레이저 방출원으로 사용하기에 적합합니다. LiDAR 및 LiDAR와 같은 측량 시스템에서는 1.5um 파이버 레이저가 핵심 방출 광원으로 사용되며, 그 성능 지표는 탐지의 "정확도"와 "폭"을 직접적으로 결정합니다. 이 두 가지 차원의 성능은 지형 측량, 표적 인식, 송전선 순찰 및 기타 시나리오에서 무인 항공기의 효율성 및 신뢰성과 직접적인 관련이 있습니다. 물리적 전송 법칙과 신호 처리 논리의 관점에서 볼 때, 피크 전력, 펄스 폭, 파장 안정성의 세 가지 핵심 지표는 탐지 정확도와 범위에 영향을 미치는 핵심 변수입니다. 이들의 작용 메커니즘은 "신호 전송, 대기 전송, 표적 반사 신호 수신"의 전체 사슬을 통해 분해될 수 있습니다.
2、응용 분야
무인 항공 측량 및 매핑 분야에서 1.5μm 파이버 레이저에 대한 수요는 항공 작전의 문제점을 정밀하게 해결함으로써 폭발적으로 증가했습니다. 무인 항공기 플랫폼은 탑재체의 부피, 무게, 에너지 소비에 엄격한 제한을 받는 반면, 1.5μm 파이버 레이저는 컴팩트한 구조 설계와 경량성을 통해 레이저 레이더 시스템의 무게를 기존 장비의 3분의 1로 줄여 멀티 로터 및 고정익과 같은 다양한 유형의 무인 항공기 모델에 완벽하게 적용할 수 있습니다. 더 중요한 것은 이 대역이 대기 투과율의 "황금 창"에 위치한다는 것입니다. 일반적으로 사용되는 905nm 레이저와 비교하여 연무 및 먼지와 같은 복잡한 기상 조건에서 투과 감쇠가 40% 이상 감소합니다. 최대 kW의 최대 출력으로 반사율 10%의 표적에 대해 250m 이상의 감지 거리를 확보하여 산악 지대, 사막 등지에서 무인 항공기 측량 시 발생하는 "시정 및 거리 측정 불명확" 문제를 해결합니다. 또한, 905nm 레이저보다 10배 이상의 최대 출력을 제공하는 뛰어난 인간 눈 안전 기능을 통해 드론이 추가 안전 차폐 장치 없이 저고도에서 작동할 수 있도록 하여 도시 측량 및 농업 지도 작성과 같은 유인 지역의 안전성과 유연성을 크게 향상시킵니다.
휴대용 측량 및 매핑 분야에서 1.5μm 파이버 레이저에 대한 수요 증가는 장비의 휴대성 및 고정밀도라는 핵심 요구와 밀접한 관련이 있습니다. 최신 휴대용 측량 장비는 복잡한 현장에 대한 적응성과 조작 편의성의 균형을 맞춰야 합니다. 1.5μm 파이버 레이저의 저잡음 출력과 높은 빔 품질은 휴대용 스캐너가 마이크로미터 수준의 측정 정확도를 달성하여 문화재 디지털화 및 산업 부품 감지와 같은 고정밀 요구 사항을 충족할 수 있도록 합니다. 기존 1.064μm 레이저와 비교하여 실외의 강한 빛 환경에서 간섭 방지 성능이 크게 향상되었습니다. 비접촉 측정 특성과 결합하여 고대 건물 복원 및 응급 구조 현장과 같은 상황에서 대상 전처리 없이 3차원 포인트 클라우드 데이터를 빠르게 얻을 수 있습니다. 더욱 주목할 점은 컴팩트한 패키지 디자인으로 무게가 500g 이하인 핸드헬드 기기에 통합이 가능하고, -30℃~+60℃의 넓은 온도 범위를 지원하여 현장 조사 및 작업장 검사 등 다양한 시나리오의 작업에 완벽하게 대응할 수 있다는 점입니다.
핵심 역할 측면에서 1.5μm 파이버 레이저는 측량 역량을 혁신하는 핵심 장비가 되었습니다. 무인 항공기 측량 분야에서는 레이저 레이더의 "심장" 역할을 하며, 나노초 펄스 출력을 통해 센티미터 수준의 거리 정확도를 달성하고, 지형 3D 모델링 및 송전선 이물질 탐지를 위한 고밀도 포인트 클라우드 데이터를 제공하며, 기존 방식 대비 무인 항공기 측량 효율성을 3배 이상 향상시킵니다. 국토 측량 분야에서는 장거리 탐지 기능을 통해 비행당 10제곱킬로미터의 효율적인 측량을 달성하며, 데이터 오류는 5cm 이내로 제어됩니다. 휴대용 측량 분야에서는 "스캔 후 바로 확인(scan and get)" 방식의 운영 경험을 제공합니다. 문화유산 보호 분야에서는 문화재의 표면 질감을 정확하게 포착하고 디지털 보관을 위한 밀리미터 수준의 3D 모델을 제공합니다. 역공학 분야에서는 복잡한 부품의 기하학적 데이터를 신속하게 확보하여 제품 설계 반복 작업을 가속화합니다. 긴급 측량 및 지도 제작 분야에서 실시간 데이터 처리 기능을 통해 지진, 홍수 및 기타 재난 발생 후 1시간 이내에 피해 지역의 3차원 모델을 생성하여 구조 의사 결정에 중요한 지원을 제공할 수 있습니다. 대규모 항공 측량부터 정밀 지상 스캐닝에 이르기까지 1.5μm 파이버 레이저는 측량 산업을 "고정밀+고효율"의 새로운 시대로 이끌고 있습니다.
3、핵심 장점
감지 범위의 핵심은 레이저에서 방출된 광자가 대기 감쇠와 표적 반사 손실을 극복하고 수신단에서 유효 신호로 포착될 수 있는 최대 거리입니다. 1.5μm 파이버 레이저의 밝은 광원 레이저에 대한 다음 지표들은 이 과정에 직접적인 영향을 미칩니다.
① 피크 전력(kW): 표준 3kW@3ns &100kHz； 업그레이드된 제품 8kW@3ns &100kHz는 감지 범위의 "핵심 구동력"으로, 단일 펄스 내에서 레이저가 방출하는 순간적인 에너지를 나타내며, 장거리 신호 강도를 결정하는 핵심 요소입니다. 드론 감지 시, 광자는 대기를 수백 또는 수천 미터 이동해야 하므로 레일리 산란 및 에어로졸 흡수로 인한 감쇠가 발생할 수 있습니다(1.5μm 대역은 "대기 창"에 속하지만 여전히 감쇠가 존재합니다). 동시에, 대상 표면의 반사율(식생, 금속, 암석 등의 차이 등) 또한 신호 손실을 초래할 수 있습니다. 피크 전력을 높이면 장거리 감쇠 및 반사 손실 이후에도 수신단에 도달하는 광자 수가 "신호 대 잡음비 임계값"을 충족할 수 있으므로 감지 범위가 확장됩니다. 예를 들어 1.5μm 파이버 레이저의 피크 전력을 1kW에서 5kW로 높이면 동일한 대기 조건에서 반사율 10% 대상의 감지 범위가 200m에서 350m로 확장되어 드론의 산악 지역 및 사막과 같은 대규모 조사 시나리오에서 "멀리 측정할 수 없음"이라는 문제점을 직접 해결할 수 있습니다.
② 펄스 폭(ns): 1~10ns까지 조정 가능합니다. 표준 제품은 전체 온도(-40~85℃)에서 펄스 폭 온도 드리프트가 ≤ 0.5ns이며, 최대 온도(-40~85℃)에서 펄스 폭 온도 드리프트가 ≤ 0.2ns에 도달할 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 "시간 선명도"가 증가하고 수신단에서 "펄스 방출 시간"과 "반사된 펄스 수신 시간" 사이의 시간 오차가 크게 줄어듭니다.
③ 파장 안정성: 1pm/℃ 이내, 전체 온도에서의 선폭 0.128nm는 환경 간섭 하에서 "정확도 앵커"이며, 레이저 출력 파장은 온도 및 전압 변화에 따라 변동합니다. 1.5μm 파장 대역의 검출 시스템은 일반적으로 "파장 다이버시티 수신" 또는 "간섭계" 기술을 사용하여 정확도를 향상시킵니다. 파장 변동은 측정 기준 편차를 직접적으로 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 드론이 고고도에서 작업할 때 주변 온도는 -10℃에서 30℃까지 상승할 수 있습니다. 1.5μm 파이버 레이저의 파장 온도 계수가 5pm/℃일 경우, 파장은 200pm 변동하고, 이에 따라 거리 측정 오차는 0.3mm 증가합니다(파장과 광속의 상관 관계식에서 도출). 특히 무인 항공기의 전력선 순찰에서는 전선 처짐 및 선간 거리와 같은 정밀한 매개변수를 측정해야 합니다. 불안정한 파장은 데이터 편차로 이어져 선로 안전 평가에 영향을 미칠 수 있습니다. 파장 잠금 기술을 사용하는 1.5μm 레이저는 파장 안정성을 1pm/℃ 이내로 제어할 수 있어 온도 변화가 발생하더라도 센티미터 수준의 감지 정확도를 보장합니다.
④ 지표 시너지: 실제 드론 탐지 시나리오에서 정확도와 거리 사이의 "균형"을 맞추는 역할을 합니다. 지표들은 독립적으로 작동하지 않고 협력적이거나 제한적인 관계를 갖습니다. 예를 들어, 피크 전력을 높이면 탐지 범위가 확장될 수 있지만, 정확도 저하를 방지하기 위해 펄스 폭을 제어해야 합니다(펄스 압축 기술을 통해 "고전력+좁은 펄스"의 균형을 맞춰야 합니다). 빔 품질을 최적화하면 거리와 정확도를 동시에 향상시킬 수 있습니다(빔 집중은 장거리에서 광점이 겹치는 것으로 인한 에너지 낭비와 측정 간섭을 줄여줍니다). 1.5μm 파이버 레이저의 장점은 파이버 매질의 저손실 특성과 펄스 변조 기술을 통해 "높은 피크 전력(1~10kW), 좁은 펄스 폭(1~10ns), 높은 빔 품질(M²<1.5), 높은 파장 안정성(<1pm/℃)"의 시너지 효과를 최적화할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 무인 항공기 감지에서 "장거리(300~500m)+고정밀도(센티미터 수준)"의 이중 혁신을 달성했으며, 이는 무인 항공기 측량, 응급 구조 및 기타 시나리오에서 기존 905nm 및 1064nm 레이저를 대체하는 데 있어 핵심 경쟁력이기도 합니다.
사용자 정의 가능
✅ 고정 펄스 폭 및 펄스 폭 온도 드리프트 요구 사항
✅ 출력 유형 및 출력 분기
✅ 참고 광분할 비율
✅ 평균 전력 안정성
✅ 현지화 수요
게시 시간: 2025년 10월 28일