微片激光器在氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)-——能見度雷達(dá)中的應(yīng)用

    能見度監(jiān)測(cè)的重要性及早期設(shè)備局限

    在日常生活中，能見度的高低直接影響著我們的出行安全。無論是高速公路上的團(tuán)霧、港口的海霧，還是機(jī)場(chǎng)跑道上的低云，這些低能見度現(xiàn)象都是交通運(yùn)輸?shù)闹卮笸�脅。為了測(cè)量能見度，激光能見度儀應(yīng)運(yùn)而生。

    早期比較常見的能見度儀是單點(diǎn)式的，該種設(shè)備只能測(cè)量一個(gè)維度的能見度，雖然成本較低，但信息不完整，應(yīng)用受限。

    能見度光量子激光雷達(dá)的工作原理及優(yōu)勢(shì)

    隨著技術(shù)的發(fā)展，能見度光量子激光雷達(dá)得到發(fā)展。它使用激光器發(fā)射固定波長(zhǎng)的激光脈沖，穿透大氣后與氣溶膠、水汽、霾粒子發(fā)生米散射，通過望遠(yuǎn)鏡接收不同距離處的后向散射光，反演大氣消光系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算能見度。通過氣象要素的分鐘級(jí)觀測(cè)，提高大氣觀測(cè)的范圍、數(shù)據(jù)質(zhì)量，填補(bǔ)了傳統(tǒng)能見度儀點(diǎn)式監(jiān)測(cè)的局限性，從而用于增強(qiáng)對(duì)突發(fā)性、災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。

大氣顆粒物 / 分子與激光相互作用 —— 散射類型 & 對(duì)應(yīng)激光雷達(dá)

核心應(yīng)用場(chǎng)景

    基于三維能見度的掃描觀測(cè)結(jié)果，識(shí)別低能見度覆蓋區(qū)域，并結(jié)合預(yù)警閾值及時(shí)發(fā)布低能見度預(yù)警，確保起降點(diǎn)周邊區(qū)域飛行器的低空飛行安全；基于實(shí)況觀測(cè)數(shù)據(jù)為旅游觀光的飛行“窗口期”提供決策支持，保障旅游觀光的視覺體驗(yàn)感；在飛行路徑上，提供沿線能見度信息，為及時(shí)規(guī)避障礙物，提高飛行的安全提供保障。

    小型化趨勢(shì)下的激光器技術(shù)迭代

    隨著低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，小型化的需求越來越迫切，因而衍生了小型化能見度量子激光雷達(dá)的需求，小型化后，體積更小，成本更低，利于大量布點(diǎn)。在小型化的技術(shù)攻關(guān)上，激光器是重點(diǎn)之一，傳統(tǒng)的燈泵激光器早已被淘汰，取而代之的是全固態(tài)的脈沖激光器，其技術(shù)路線大多是主動(dòng)調(diào)Q，因而需要高壓電路和主動(dòng)Q晶體，體積相對(duì)燈泵激光器來說雖然很小，但對(duì)于小型化的激光雷達(dá)來說，還不夠小。因此，這時(shí)候基于被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)的微片激光器開始凸顯出其特點(diǎn)，杏林睿光的微片激光器的特點(diǎn)是小型化，功耗低，脈寬窄，如下圖所示為設(shè)計(jì)原理圖和實(shí)物圖，可以做的非常緊湊，且諧振腔很短，實(shí)現(xiàn)了窄脈寬輸出。

被動(dòng)調(diào)Q微片激光器工作原理圖

杏林睿光 被動(dòng)調(diào)Q微片激光器

    微片激光器相對(duì)于主動(dòng)調(diào)Q的激光器來說，劣勢(shì)是平均功率低，在過去，激光雷達(dá)的測(cè)量范圍在5km以上，甚至到15km，所以大部分時(shí)候，會(huì)選擇主動(dòng)調(diào)Q的激光器才能滿足測(cè)量要求，隨著低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，測(cè)量范圍要求為大于3km，且隨著探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，單光子探測(cè)器成本不斷降低，更低平均功率的微片激光器的優(yōu)勢(shì)開始凸顯，并得到充分應(yīng)用。在應(yīng)用中，杏林睿光的激光器不僅僅小型化，成本低，穩(wěn)定性好，還得益于小型化和功耗低，使得散熱要求低，雷達(dá)整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；另外，結(jié)構(gòu)緊湊和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，激光器在高低溫下的指向性明顯更優(yōu)，特別是讓人頭疼的低溫的指向性。

杏林睿光微片激光器

    隨著低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，小型化激光雷達(dá)會(huì)迎來一輪快速發(fā)展，杏林睿光的高可靠性、低成本、小型化的激光器將助力這輪發(fā)展。低空經(jīng)濟(jì)將方便人們的出行，改善污染問題，讓我們一起期待。

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關(guān)于杏林睿光

    北京杏林睿光科技有限公司成立于2010年，是一家專注于半導(dǎo)體激光器、微片激光器、鉺玻璃激光器、高功率固體激光器、高能量燈泵激光器和配套器件的自主研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的高新技術(shù)企業(yè)。

    公司擁有龐大的富有創(chuàng)新精神的工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過多年的技術(shù)積累和工藝沉淀，杏林睿光在激光器設(shè)計(jì)、芯片封裝、器件封裝、系統(tǒng)集成等方面收獲了較為專業(yè)的能力，已成功完成了多項(xiàng)科技創(chuàng)新項(xiàng)目和型號(hào)裝備項(xiàng)目，并獲得了多項(xiàng)資質(zhì)認(rèn)證、專利著作和產(chǎn)品認(rèn)證。

    我們?cè)诜治鰞x器、醫(yī)療美容、雷達(dá)測(cè)距、激光加工等多個(gè)領(lǐng)域?yàn)閺V大客戶提供了諸多具有創(chuàng)新性和競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，同時(shí)我們亦可根據(jù)客戶的需要，為您提供定制化的整體解決方案和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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