Introduction

Les systèmes de télémétrie laser s'appuient sur des lasers pulsés pour mesurer des distances avec une précision extrême. Bien que la plupart des utilisateurs se concentrent sur l'énergie de sortie ou la longueur d'onde, un paramètre crucial—mais souvent négligé—est la largeur d'impulsion. La largeur d'impulsion impacte directement la résolution de portée, la précision de synchronisation et la performance de détection de signal—tous ces éléments déterminent à quel point un système peut mesurer avec précision la distance à une cible.

Dans cet article, nous explorons ce qu'est la largeur d'impulsion laser, comment elle fonctionne et pourquoi elle est importante pour la navigation UAV, l'acquisition de cibles, le LiDAR et d'autres applications de mesure basées sur le laser.

Qu'est-ce que la largeur d'impulsion laser?

La largeur d'impulsion laser, souvent mesurée en ns, fait référence à la durée d'une seule impulsion laser, généralement définie à Largeur Totale à mi-hauteur (FWHM). Elle décrit combien de temps le laser reste "allumé" pendant chaque impulsion.

Par exemple :

• L'ERDI's ER900-03 a une largeur d'impulsion de 7 ns, ce qui signifie que chaque impulsion dure 7 milliardièmes de seconde.

• Une largeur d'impulsion plus étroite (par exemple, 4–6 ns ; l'ERDI's ER100-03 présente une largeur d'impulsion de 6 ns, tandis que le MINI-100-03 se vante d'une largeur d'impulsion encore plus étroite de 3,5 ns) permet de générer des impulsions d'énergie plus courtes et plus concentrées.

Pourquoi la largeur d'impulsion est-elle importante pour la précision de mesure?

1. Précision du Temps de Vol (ToF)

La plupart des télémètres laser fonctionnent en mesurant le temps qu'il faut à une impulsion laser pour atteindre une cible et revenir (Temps de Vol). Une impulsion plus courte permet au système de détecter le signal de retour avec une meilleure résolution temporelle.

Largeur d'impulsion plus courte = Meilleure résolution de distance

• Une différence de 1 ns dans le timing correspond à ~15 cm de distance (puisque la lumière parcourt ~30 cm en 1 ns aller-retour).

• Les systèmes avec des impulsions plus courtes peuvent distinguer des objets plus proches les uns des autres, ce qui est critique dans la détection d'obstacles et le scannage topographique.

2. Réduction de l'incertitude de portée

Une impulsion plus courte génère un signal de retour plus net, facilitant la localisation du bord avant de l'impulsion lorsqu'elle se réfléchit sur la cible. Cela améliore la précision de synchronisation et réduit le jitter, conduisant à des données de distance plus fiables.

3. Meilleure discrimination des cibles

Lorsque plusieurs surfaces ou objets sont proches les uns des autres (par exemple, dans un environnement encombré ou urbain), une impulsion plus courte aide à séparer les retours, permettant au système de différencier entre les cibles de premier plan et d'arrière-plan.

Compromis de la largeur d'impulsion

Bien que des largeurs d'impulsion plus courtes améliorent la précision, elles introduisent également des défis de conception :

• Énergie d'impulsion plus faible : Concentrer l'énergie dans un laps de temps plus court peut nécessiter des courants de pointe plus élevés ou des circuits de pilote plus avancés.

• Coût plus élevé : Les lasers DPSS à impulsion courte peuvent nécessiter des composants et un alignement plus précis.

• Défis de détection : Des impulsions très courtes peuvent être plus difficiles à détecter sur de longues distances, surtout dans le brouillard, la poussière ou la pluie.

C'est pourquoi des systèmes comme l'ER400-03 (6 ns) ou l'ER900-03 (7 ns) sont conçus pour équilibrer la largeur d'impulsion, la sortie d'énergie et la sécurité oculaire afin d'optimiser les performances pour des applications pratiques.

Applications où la largeur d'impulsion fait la différence

• Évitement d'obstacles UAV : Des impulsions courtes améliorent la détection et la réponse en temps réel.

• Désignation de cible laser : Une meilleure précision de synchronisation garantit un verrouillage précis sur des cibles petites ou en mouvement.

• Cartographie topographique : Une résolution améliorée permet des profils d'élévation plus détaillés.

• Véhicules autonomes : Des retours de portée plus rapides et plus nets signifient une meilleure conscience situationnelle.

Conclusion

Dans les systèmes de télémétrie laser, la largeur d'impulsion est plus qu'une simple spécification technique—elle affecte directement la précision de mesure, la réactivité du système et le succès de l'application.Choisir la bonne largeur d'impulsion dépend des exigences de votre application en matière de résolution, de portée et de conditions environnementales.

Si vous construisez ou intégrez un système laser, en particulier pour des UAV, des robots autonomes ou des applications de défense, comprendre la largeur d'impulsion peut vous aider à choisir le bon module laser—comme les lasers de la série ER d'ERDI TECH LTD—qui équilibre énergie, vitesse et précision.

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