Введение

Системы лазерного дальнометрирования полагаются на импульсные лазеры для измерения расстояний с высокой точностью. Хотя большинство пользователей сосредотачиваются на выходной энергии или длине волны, один важный — но часто упускаемый из виду — параметр этоширина импульса. Ширина импульса напрямую влияетразрешение по диапазону,точность времени, и эффективность обнаружения сигнала—все из которых определяют, насколько точно система может измерить расстояние до цели.

В этой статье мы исследуем, что такое ширина лазерного импульса, как она работает и почему это важно дляНавигация БПЛА,целевое приобретение,Лидари другие измерительные приложения на основе лазера.

Что такое ширина лазерного импульса?

Лазерширина импульса, часто измеряется внс, относится к продолжительности одного лазерного импульса, обычно определяется наПолная ширина на половине максимума (FWHM). Это описывает, как долго лазер остается "включенным" во время каждого импульса.

Например:

• ERDIЭР900-03имеет ширину импульса7 нс, что означает, что каждый импульс длится 7 миллиардных долей секунды.

• Уже более узкая ширина импульса (например, 4–6 нс; ERDI'sЭР100-03имеет ширину импульса 6 нс, в то время какМИНИ-100-03обладает еще более узким 3.5нс) позволяет генерировать более короткие, более концентрированные энергетические импульсы.

Почему ширина импульса важна для точности измерений

1. Точность времени пролета (ToF)

Большинство лазерных дальномеров работают, измеряявремя, необходимое лазерному импульсу для достижения цели и возвращения обратно(Время полета). Более короткий импульс позволяет системе обнаруживать возвращающий сигнал с более высокой временной разрешающей способностью.

Более короткая ширина импульса =Лучшее разрешение по расстоянию

• Разница во времени в 1 нс соответствует ~15 см в расстоянии (поскольку свет проходит ~30 см за 1 нс в оба конца).

• Системы с более короткими импульсами могутразличать объекты, которые находятся ближе друг к другу, что имеет решающее значение вобнаружение препятствий и топографическое сканирование.

2. Уменьшение неопределенности диапазона

Более короткий импульс генерируетболее резкий обратный сигнал, что упрощает определение переднего края импульса, когда он отражается от цели. Это улучшаетточность времени и уменьшает дрожание, что приводит к большемунадежные данные о расстоянии.

3. Лучшая дискриминация цели

Когда несколько поверхностей или объектов находятся близко друг к другу (например, в загроможденной или городской среде), более короткий импульс помогает разделить отражения, позволяя системеразличать между целями переднего плана и фона.

Компромиссы ширины импульса

В то время как более короткие импульсыулучшить точность, они также вносят трудности в проектирование:

• Более низкая энергия импульса:Сосредоточение энергии в более коротком временном интервале может потребовать более высоких пиковых токов или более сложных драйверных схем.

• Более высокая стоимость:Короткопульсные DPSS лазеры могут требовать более точных компонентов и выравнивания.

• Проблемы обнаружения:Очень короткие импульсы могут быть труднее обнаружить на больших расстояниях, особенно в тумане, пыли или дожде.

Вот почему такие системы, какER400-03 (6нс) или ER900-03 (7нс)предназначены для балансировкиширина импульса,выход энергии, и безопасность глаздля оптимизации производительности в практических приложениях.

Приложения, где ширина импульса имеет значение

• Обход препятствий БПЛА:Короткие импульсы улучшают обнаружение и реакцию в реальном времени.

• Лазерное целеуказание:Лучшая точность времени обеспечивает точное запирание на небольших или движущихся объектах.

• Топографическая съемка:Улучшенное разрешение позволяет создавать более детализированные профили высот.

• Автономные транспортные средства:Более быстрые и четкие диапазоны возвратов означают лучшее осознание ситуации.

Заключение

В системах лазерной локацииширина импульса — это не просто техническая спецификация; она напрямую влияет на точность измерений, реакцию системы и успех приложения.Выбор правильной ширины импульса зависит от требований вашего приложения к разрешению, диапазону и условиям окружающей среды.

Если вы разрабатываете или интегрируете лазерную систему, особенно для БПЛА, автономной робототехники или оборонительных приложений, понимание ширины импульса может помочь вам выбратьправый лазерный модуль—как лазеры серии ER от ERDI TECH LTD—которые балансируют энергию, скорость и точность.

Узнайте больше о наших лазерных продуктах с различной длительностью импульса:yeva@erdimail.com