Ukryty silnik napędzający systemy LiDAR nowej generacji

Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, w jaki sposób samojezdne samochody „widzą” świat lub jak drony mapują teren z dokładnością, odpowiedź często sprowadza się do Lidar. Krótkie do wykrywania światła i od zakresu, Lidar to technologia, która maluje zdjęcia środowiska 3D za pomocą impulsów laserowych-myślenie go jako radaru doładowanego, ale z światłem zamiast fal radiowych. Ale pomimo całej swojej mocy Lidar ma tajną słabość: opiera się na stabilności polaryzacji światła w celu rozróżnienia obiektów, mierzenia odległości i odfiltrowania szumu. Właśnie tam pojawia się utrzymanie polaryzacji (PM).

Dlaczego polaryzacja ma znaczenie w Lidar

Aby zrozumieć, dlaczego błonnik PM ma kluczowe znaczenie dla Lidar, zacznijmy od działania Lidar. Typowy system wystrzeliwuje miliony impulsów laserowych na sekundę w otaczającym środowisku. Kiedy te impulsy uderzają w drzewo Object-A, pieszego, ściany-odbijają się do tyłu, a czujnik mierzy czas, jaki odbijanie do powrotu. Korzystając z tego „czasu lotu”, system oblicza odległość, budując szczegółową mapę 3D.

Ale oto haczyk: nie wszystkie odbicia są równe. .stan polaryzacjiświatła odbitego (jak wibruje fale światła) przenosi cenne informacje. Na przykład:

Gładka powierzchnia, taka jak maska ​​samochodowa odbija światło z polaryzacją podobną do oryginalnego impulsu (odbicie lustrzane).

Szorstka powierzchnia, taka, jak ceglana ściana rozprasza światło, zmieniając jej polaryzację (rozproszone odbicie).

Woda, szklane lub mokre drogi często odbijają światło z odwróconą polaryzacją, tworząc olśnienie, które mogą mylić czujniki.

Analizując te zmiany polaryzacyjne, systemy lidarowe mogą rozróżniać obiekty, odfiltrować niechciane odbicia (takie jak blask słoneczny), a nawet określać właściwości materiału. Ale to działa tylko wtedy, gdy polaryzacja oryginalnej pulsu laserowej jest stabilna od początku do końca. Jeśli polaryzacja dryfuje podczas transmisji przez włókno, system nie może zaufać odzwierciedlonemu wiodącym danemu do błędnie zidentyfikowanych obiektów, niepoprawnych odległości, a nawet awarii systemu.

Standardowe włókna optyczne są okropne przy zachowaniu polaryzacji. Nawet małe zakręty, fluktuacje temperatury lub wibracje mogą przekręcić orientację światła, zamieniając czysty sygnał polaryzacji w pomieszany bałagan. W Lidar byłoby to katastrofalne: samochód samozabucia może pomylić kałużę z solidną drogą lub dron może przeliczyć wysokość linii energetycznej. PM Fibre rozwiązuje to poprzez blokowanie polaryzacji lasera na miejscu, zapewniając, że system otrzyma wiarygodne dane.

Jak włókna PM stabilizują sygnały lidarowe

Włókna PM nie są magicznymi inżynierami, aby przeciwdziałać dryfowi polaryzacji. U ich rdzenia jest własność o nazwiedwójłomność, co oznacza, że ​​błonnik traktuje światło inaczej w zależności od kierunku polaryzacji. Oto jak to działa:

Wewnątrz światłowodu istnieją dwa „kanały” (lub tryby) dla światła. Jeden kanał, zwanyPowolna oś, ma nieco wyższy współczynnik załamania światła niż drugi,Szybka oś. Gdy impuls laserowy jest wstrzykiwany do włókna wzdłuż powolnej osi, często struktura włókna wzmocniona prętami indukującymi naprężenie lub rowki lampa od przełączania na szybką oś. Ta „preferowana ścieżka” zapewnia spójność polaryzacji, nawet gdy błonnik jest wygięty, podgrzewany lub wibrujący.

W systemach Lidar źródło lasera jest starannie wyrównane do wystrzelenia światła do powolnej osi włókna PM. Gdy impuls przemierza włókno do nadajnika (część, która strzela laser do środowiska), jego polaryzacja pozostaje stabilna. Po powrocie pulsu odbitego, przemieszcza on przez to samo włókno (lub dedykowane włókno PM do odbioru), a system może dokładnie porównać oryginalne i odzwierciedlone stany polaryzacyjne. To porównanie pozwala Lidarowi „interpretować” środowisko.

Kluczem do tego występu jest błonnikWspółczynnik wyginięcia, miara tego, jak dobrze tłumi światło w niechcianej osi. W przypadku LIDAR potrzebny jest współczynnik ekstynkcji wynoszący 25 dB lub wyższy (co oznacza mniej niż 0,3% światła od powolnej osi). Nasze włókna PM przekraczają to, z wskaźnikami do 35 dB, zapewniając, że sygnał polaryzacyjny pozostaje czysty nawet na długich długości światłowodu.

Unikalne wymagania lidar na włókna PM

Systemy Lidar przeznaczają włókna PM przez większy stres niż prawie jakakolwiek inna aplikacja. Oto dlaczego:

Obsługa dużej mocy: Lasery lidarowe działają przy znacznie wyższych mocach niż włókna komunikacyjne (często 10–100 watów), aby upewnić się, że impulsy podróżują na duże odległości (do kilku kilometrów). Ta moc może uszkodzić standardowe włókna PM, powodując „fotodarkowanie” (utrata przezroczystości) lub nawet topnienie. Nasze włókna używają rdzenia krzemionki o wysokiej czystości i okładziny o niskiej absorpcji, aby obsłużyć te poziomy mocy bez degradacji.

Szeroki zakres temperatur: Systemy lidarowe działają w ekstremalnych warunkach-40 ° C w arktycznych ciężarówkach dostarczających do +85 ° C u dronów na bazie pustynnej. Zmiany temperatury mogą rozszerzyć lub kurczyć błonnik, zmieniając jego dwójłomność i zakłócając polaryzację. Nasze włókna PM są powlekane dwurodawaną kurtką (poliimid oporu cieplnego, akryl elastyczności), która stabilizuje strukturę w tym zakresie, utrzymując dryf polaryzacji poniżej 0,1 ° na metr włókna.

Minimalne opóźnienie sygnału: W lidaru w czasie lotu nawet niewielkie opóźnienie w włóknie może zrzucić pomiary odległości. Nasze włókna PM mają bardzo niskiedyspersja prędkości grupy(Miara, jak różne długości fali przemieszczają się z różnymi prędkościami), zapewniając jednocześnie wszystkie części impulsu laserowego. Ta precyzja ma kluczowe znaczenie dla aplikacji takich jak roboty magazynowe, które muszą mierzyć odległości do 1 mm.

Kompaktowa konstrukcja: Systemy lidarowe w samochodach lub dronach mają ograniczoną przestrzeń, więc włókna muszą mocno zginać (często do promieni 5 mm lub mniej). Standardowe włókna PM tracą stabilność polaryzacji, gdy są wygięte, ale nasze są zaprojektowane z strukturą naprężenia „Bow-Tie” (wspólny projekt PM z dwoma symetrycznymi prętami naprężeń), która utrzymuje wydajność nawet w ciasnych zakrętach. Umożliwia to producentom projektowanie mniejszych, bardziej wydajnych jednostek Lidar.

Nasze włókna PM: Zbudowany dla Lidar Excellence

Spędziliśmy lata optymalizując nasze włókna PM specjalnie pod kątem aplikacji Lidar, ściśle współpracując z wiodącymi producentami w celu rozwiązania ich największych wyzwań. Oto jak wyróżniają się nasze włókna:

Konfigurowalne rozmiary rdzeń: Systemy lidarowe wykorzystują różne długości fali laserowej (905 nm dla krótkiego zasięgu, 1550 nm dla szerokości długości) i szerokości impulsu. Nasze włókna PM są wyposażone w średnice rdzenia od 5 μm do 50 μm, zapewniając optymalne sprzężenie z dowolnym źródłem lasera. Na przykład nasze 10 μM włókna rdzenia jest idealne dla lidaru 1550 nm, minimalizując utratę sygnału i maksymalizując przenoszenie mocy.

Niska utrata wstawienia: Każde połączenie w systemie lidarowym (gdzie światłowód spełnia laser lub odbiornik) wprowadza utratę sygnału. Nasze włókna są wypolerowane z precyzją sub-mikronową, zmniejszając utratę wstawiania do mniej niż 0,2 dB na połączenie. Oznacza to, że więcej energii laserowej dociera do celu, rozszerzając zasięg systemu.

Spójność partii: Producenci Lidar potrzebują tysięcy włókien, które działają identycznie. Nasz zautomatyzowany proces produkcji zapewnia, że ​​każdy szpula ma taki sam współczynnik wyginięcia, wielkość rdzenia i dwójłomność z wariantami mniejszą niż 2%. Skraca to czas testowania i zapewnia, że ​​wydajność systemu pozostaje spójna w przebiegach produkcyjnych.

Trwałość do użytku mobilnego: Lidar w samochodach lub dronach trwa ciągłe wibracje. Nasze włókna ulegają rygorystycznym „testowaniu wstrząsu”, przeżywając 100 000 cykli wibracji (10–2000 Hz) bez dryfu polaryzacji. Ta niezawodność oznacza mniej niepowodzeń w terenie i niższe koszty utrzymania.

Wpływ w świecie rzeczywistym: lidar, którym możesz zaufać

Przyjrzyjmy się, jak nasze włókna PM mają znaczenie w prawdziwych aplikacjach:

Pojazdy autonomiczne: Lidar samochodu samojezdnego musi rozróżnić dziecko od znaku drogowego, nawet w deszczu. Nasze włókna PM zachowują polaryzację lasera, umożliwiając systemowi odfiltrowanie indukowanego deszczem blasku i skupienie się na odbijanych sygnałach z stałych obiektów. Zmniejsza to fałszywe pozytywy i zapewnia pasażerom bezpieczeństwo.

Robotyka przemysłowa: Robot magazynowy za pomocą lidar do poruszania się wąskimi przejściami musi mierzyć odległości do 5 mm. Nasze włókna PM o niskim zdumieniu zapewniają, że pomiary czasu lotu są dokładne, zapobiegając kolizjom z półkami lub innymi robotami.

Mapowanie powietrzne: Mapowanie dronów na placu budowy musi stworzyć modele 3D o centymetrowej precyzji. Nasze włókna PM stabilizują polaryzację lasera, umożliwiając systemowi rozróżnienie gleby, betonu i roślinności w oparciu o rozdzielanie wzorów odbicia w dokładniejszych mapach.

Inteligentna infrastruktura: Lidar zamontowany na światłach może monitorować zatory poprzez śledzenie prędkości pojazdu. Nasze włókna obsługują wysokie temperatury obudów po stronie dróg, zapewniając niezawodnie działanie systemu nawet w upalne letnie dni.

W każdym przypadku błonnik PM nie jest tylko „częścią”-powód, dla którego można zaufać systemowi lidarowi, aby podejmować krytyczne decyzje.

Dlaczego warto wybrać nasze włókna PM dla swojego lidaru?

Technologia Lidar szybko się rozwija, z wymaganiami dotyczącymi większego zasięgu, wyższej rozdzielczości i niższych kosztów. Nasze włókna PM są zaprojektowane tak, aby nadążyć, z funkcjami dotyczącymi tych trendów:

Wsparcie dla laserów nowej generacji: W miarę jak Lidar przechodzi do laserów o wyższej mocy, krótszych (w celu lepszej rozdzielczości), nasze włókna są już testowane w celu obsługi tych nowych źródeł, więc nie musisz przeprojektować swojego systemu za rok.

Opłacalna skalowalność: Oferujemy ceny masowe dla dużych zamówień, z szpulami do 10 km. To sprawia, że ​​nasze włókna są przystępne dla masowych systemów lidarowych (takich jak te w samochodach konsumenckich).

Wsparcie techniczne: Nasz zespół obejmuje ekspertów Lidar, którzy mogą pomóc w optymalizacji routingu światłowodowego, projektowania połączeń i wyrównania polaryzacji. Nie sprzedajemy tylko włókien-pomagamy w tworzeniu lepszego lidaru.

Na rynku, na którym nawet 1% poprawa wydajności może wygrać kontrakty, nasze włókna PM dają przewagę. Zapewniają, że twoje systemy lidarowe są bardziej niezawodne, dokładniejsze i bardziej dostosowujące się do rzeczywistych warunków.

Gotowy do podniesienia swojego lidara?

Lidar nie jest już niszową technologią-kręgosłup autonomicznych systemów, inteligentnych miast i automatyzacji przemysłowej. A na szkielecie Lidar znajduje się błonnik PM. Wybór odpowiedniego światłowodu nie dotyczy tylko specyfikacji; Chodzi o zapewnienie, że system może spełnić obietnicę precyzji i niezawodności.

Nasze włókna utrzymujące polaryzację są opracowane na unikalne wyzwania Lidar, od laserów o dużej mocy po ciasne zakręty w urządzeniach mobilnych. Zaufują im wiodący producenci, ponieważ spójnie, niezawodnie i pod presją.

Skontaktuj się z nami już dziś, aby omówić potrzeby Twojego systemu Lidar. Zbudujmy rozwiązanie światłowodowe, które pomaga Twojej technologii lepiej dostrzec świat.