2025-08-13
Nếu bạn đã từng tự hỏi làm thế nào những chiếc xe tự lái "nhìn thấy" thế giới, hoặc cách máy bay không người lái lập bản đồ địa hình với độ chính xác chính xác, câu trả lời thường đi xuống Lidar. Tóm lại để phát hiện và dao động ánh sáng, LIDAR là công nghệ vẽ các bức tranh 3D về môi trường bằng cách sử dụng các xung laser-suy nghĩ của nó như một radar siêu tăng, nhưng với ánh sáng thay vì sóng radio. Nhưng đối với tất cả sức mạnh của nó, Lidar có một điểm yếu bí mật: nó dựa vào sự ổn định của sự phân cực của ánh sáng để phân biệt giữa các đối tượng, đo khoảng cách và lọc nhiễu. Đó là nơi mà sợi duy trì phân cực (PM) xuất hiện. Thành phần không có gì khác biệt này là người anh hùng vô danh đảm bảo các hệ thống LIDAR cung cấp độ chính xác cần thiết cho mọi thứ, từ điều hướng tự trị đến kiểm tra công nghiệp.
Để hiểu lý do tại sao sợi PM là rất quan trọng đối với LIDAR, hãy bắt đầu với cách hoạt động của Lidar. Một hệ thống điển hình kích hoạt hàng triệu xung laser mỗi giây tại môi trường xung quanh. Khi các xung này đánh vào một cây đối tượng-một người đi bộ, một bức tường-chúng bật lại và cảm biến đo thời gian để phản xạ trở lại. Sử dụng "thời gian bay" này, hệ thống tính toán khoảng cách, xây dựng bản đồ 3D chi tiết.
Nhưng đây là điều bắt được: không phải tất cả các phản xạ đều bằng nhau. Cáctrạng thái phân cựccủa ánh sáng phản xạ (cách sóng ánh sáng rung) mang thông tin có giá trị. Ví dụ:
Một bề mặt mịn như mui xe ô tô phản chiếu ánh sáng với sự phân cực tương tự như xung ban đầu (phản xạ đặc điểm).
Một bề mặt gồ ghề giống như một bức tường gạch tán xạ ánh sáng, thay đổi sự phân cực của nó (phản xạ khuếch tán).
Nước, thủy tinh hoặc đường ướt thường phản chiếu ánh sáng với sự phân cực đảo ngược, tạo ra ánh sáng chói có thể gây nhầm lẫn cảm biến.
Bằng cách phân tích các thay đổi phân cực này, các hệ thống LIDAR có thể phân biệt giữa các đối tượng, lọc các phản xạ không mong muốn (như ánh sáng chói) và thậm chí xác định các thuộc tính vật liệu. Nhưng điều này chỉ hoạt động nếu sự phân cực của xung laser ban đầu ổn định từ đầu đến cuối. Nếu sự phân cực trôi dạt trong quá trình truyền qua sợi, hệ thống không thể tin tưởng vào các đối tượng được xác định sai, khoảng cách không chính xác hoặc thậm chí lỗi hệ thống.
Sợi quang tiêu chuẩn là khủng khiếp trong việc bảo tồn phân cực. Ngay cả những khúc cua nhỏ, dao động nhiệt độ hoặc các rung động cũng có thể xoắn định hướng của ánh sáng, biến tín hiệu phân cực sạch thành một mớ hỗn độn lộn xộn. Ở Lidar, điều này sẽ là thảm họa: một chiếc xe tự lái có thể nhầm một vũng nước cho một con đường vững chắc, hoặc máy bay không người lái có thể tính toán sai chiều cao của một đường dây điện. Sợi PM giải quyết điều này bằng cách khóa phân cực của laser tại chỗ, đảm bảo hệ thống nhận được dữ liệu đáng tin cậy.
Các sợi PM không phải là ma thuật-được thiết kế chính xác để chống lại sự trôi dạt phân cực. Cốt lõi của họ là một tài sản được gọi làbirefringence, có nghĩa là sợi xử lý ánh sáng khác nhau tùy thuộc vào hướng phân cực của nó. Đây là cách nó hoạt động:
Bên trong sợi, hai "kênh" (hoặc chế độ) tồn tại cho ánh sáng. Một kênh, được gọi làTrục chậm, có chỉ số khúc xạ cao hơn một chút so với bảng khác,Trục nhanh. Khi một xung laser được bơm vào sợi dọc theo trục chậm, cấu trúc của sợi được gia cố bằng các thanh gây căng thẳng hoặc các rãnh-kích hoạt ánh sáng chuyển sang trục nhanh. "Đường dẫn ưa thích" này đảm bảo sự phân cực vẫn phù hợp, ngay cả khi sợi bị uốn cong, nóng hoặc rung.
Trong các hệ thống LIDAR, nguồn laser được căn chỉnh cẩn thận để phóng ánh sáng vào trục chậm của sợi. Khi xung truyền qua sợi đến máy phát (phần bắn tia laser vào môi trường), sự phân cực của nó vẫn ổn định. Khi xung phản xạ trở lại, nó sẽ quay trở lại qua cùng một sợi (hoặc sợi PM chuyên dụng để tiếp nhận) và hệ thống có thể so sánh chính xác các trạng thái phân cực ban đầu và phản xạ. So sánh này là những gì cho phép Lidar "giải thích" môi trường.
Chìa khóa cho hiệu suất này là sợi củaTỷ lệ tuyệt chủng, Một thước đo về mức độ nó triệt tiêu ánh sáng trong trục không mong muốn. Đối với LIDAR, tỷ lệ tuyệt chủng từ 25 dB trở lên là cần thiết (có nghĩa là dưới 0,3% ánh sáng từ trục chậm). Các sợi PM của chúng tôi vượt quá điều này, với tỷ lệ lên tới 35 dB, đảm bảo tín hiệu phân cực vẫn sạch ngay cả trên các chiều dài sợi dài.
Các hệ thống LIDAR đặt sợi PM thông qua nhiều căng thẳng hơn hầu hết các ứng dụng khác. Đây là lý do tại sao:
Xử lý công suất cao: Laser LIDAR hoạt động với các công suất cao hơn nhiều so với các sợi liên lạc (thường là 10100100 watt) để đảm bảo các xung di chuyển khoảng cách xa (lên đến vài km). Sức mạnh này có thể làm hỏng các sợi PM tiêu chuẩn, gây ra "quang hóa" (mất độ trong suốt) hoặc thậm chí tan chảy. Các sợi của chúng tôi sử dụng lõi silica tinh khiết cao và lớp phủ hấp thụ thấp để xử lý các mức năng lượng này mà không bị suy giảm.
Phạm vi nhiệt độ rộng: Hệ thống LIDAR hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt-từ -40 ° C trong xe tải phân phối Bắc cực đến +85 ° C trong máy bay không người lái dựa trên sa mạc. Thay đổi nhiệt độ có thể mở rộng hoặc co lại sợi, thay đổi độ phân cực lưỡng chiết và phá vỡ sự phân cực. Các sợi PM của chúng tôi được phủ một chiếc áo khoác hai lớp (polyimide cho điện trở nhiệt, acrylic cho tính linh hoạt) giúp ổn định cấu trúc trên phạm vi này, giữ cho sự phân cực trôi xuống dưới 0,1 ° mỗi mét sợi.
Độ trễ tín hiệu tối thiểu: Trong Lidar thời gian bay, thậm chí một độ trễ nhỏ trong sợi có thể loại bỏ các phép đo khoảng cách. Sợi PM của chúng tôi có cực thấpPhân tán vận tốc nhóm(Một thước đo về cách các bước sóng khác nhau di chuyển ở các tốc độ khác nhau), đảm bảo tất cả các phần của xung laser đến cùng một lúc. Độ chính xác này rất quan trọng đối với các ứng dụng như robot kho, cần đo khoảng cách trong vòng 1 mm.
Thiết kế nhỏ gọn: Hệ thống LIDAR trong xe hơi hoặc máy bay không người lái có không gian hạn chế, vì vậy các sợi phải uốn cong chặt (thường là bán kính từ 5 mm trở xuống). Sợi PM tiêu chuẩn mất độ ổn định phân cực khi uốn cong, nhưng chúng ta được thiết kế với cấu trúc ứng suất "dây nơ" (thiết kế PM phổ biến với hai thanh ứng suất đối xứng) duy trì hiệu suất ngay cả trong các vòng quay chặt chẽ. Điều này cho phép các nhà sản xuất thiết kế các đơn vị LIDAR nhỏ hơn, hiệu quả hơn.
Chúng tôi đã dành nhiều năm tối ưu hóa các sợi PM của chúng tôi dành riêng cho các ứng dụng LIDAR, hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất hàng đầu để giải quyết những thách thức lớn nhất của họ. Đây là cách các sợi của chúng tôi nổi bật:
Kích thước lõi tùy chỉnh: Các hệ thống LIDAR sử dụng các bước sóng laser khác nhau (905nm đối với tầm ngắn, 1550nm cho tầm xa) và chiều rộng xung. Sợi PM của chúng tôi đi kèm với đường kính lõi từ 5 μM đến 50 μm, đảm bảo khớp nối tối ưu với bất kỳ nguồn laser nào. Ví dụ, sợi lõi 10 μM của chúng tôi là hoàn hảo cho LIDAR 1550nm, giảm thiểu tổn thất tín hiệu và tối đa hóa truyền năng lượng.
Mất chèn thấp: Mọi kết nối trong hệ thống LIDAR (nơi sợi gặp laser hoặc máy thu) giới thiệu một số tổn thất tín hiệu. Các sợi của chúng tôi được đánh bóng với độ chính xác phụ, giảm tổn thất chèn xuống dưới 0,2 dB trên mỗi kết nối. Điều này có nghĩa là nhiều năng lượng laser đến mục tiêu, mở rộng phạm vi của hệ thống.
Tính nhất quán hàng loạt: Các nhà sản xuất Lidar cần hàng ngàn sợi hoạt động giống hệt nhau. Quá trình sản xuất tự động của chúng tôi đảm bảo rằng mọi ống chỉ có tỷ lệ tuyệt chủng, kích thước lõi và lưỡng cực-với các biến thể dưới 2%. Điều này làm giảm thời gian thử nghiệm và đảm bảo hiệu suất hệ thống vẫn nhất quán trong các hoạt động sản xuất.
Độ bền cho sử dụng di động: Lidar trong ô tô hoặc máy bay không người lái chịu đựng rung động liên tục. Các sợi của chúng tôi trải qua "Thử nghiệm lắc" nghiêm ngặt, còn sống sót sau 100.000 chu kỳ rung (10 Ném2000 Hz) mà không bị trôi phân cực. Độ tin cậy này có nghĩa là ít thất bại trong lĩnh vực và chi phí bảo trì thấp hơn.
Chúng ta hãy xem cách các sợi PM của chúng ta tạo ra sự khác biệt trong các ứng dụng thực:
Xe tự trị: Lidar của một chiếc xe tự lái phải phân biệt giữa một đứa trẻ và một dấu hiệu đường, ngay cả trong mưa. Các sợi PM của chúng tôi bảo tồn sự phân cực của laser, cho phép hệ thống lọc ra ánh sáng chói do mưa và tập trung vào các tín hiệu phản xạ từ các vật thể rắn. Điều này làm giảm tích cực sai và giữ cho hành khách an toàn.
Robot công nghiệp: Một robot kho sử dụng LIDAR để điều hướng các lối đi hẹp cần phải đo khoảng cách trong vòng 5 mm. Các sợi PM phân tán thấp của chúng tôi đảm bảo các phép đo thời gian bay là chính xác, ngăn chặn va chạm với kệ hoặc các robot khác.
Ánh xạ trên không: Một bản đồ máy bay không người lái Một trang web xây dựng cần tạo các mô hình 3D với độ chính xác centimet. Các sợi PM của chúng tôi ổn định sự phân cực của laser, cho phép hệ thống phân biệt giữa đất, bê tông và thảm thực vật dựa trên các mô hình phản chiếu có thể chống lại các bản đồ chính xác hơn.
Cơ sở hạ tầng thông minh: Lidar gắn trên đèn giao thông có thể theo dõi tắc nghẽn bằng cách theo dõi tốc độ xe. Các sợi của chúng tôi xử lý nhiệt độ cao của vỏ bọc bên đường, đảm bảo hệ thống hoạt động đáng tin cậy ngay cả trong những ngày hè nóng nực.
Trong mỗi trường hợp, sợi PM không chỉ là "một phần"-đó là lý do hệ thống LIDAR có thể được tin cậy để đưa ra quyết định quan trọng.
Công nghệ Lidar đang tiến bộ nhanh chóng, với nhu cầu về phạm vi dài hơn, độ phân giải cao hơn và chi phí thấp hơn. Sợi PM của chúng tôi được thiết kế để theo kịp, với các tính năng giải quyết các xu hướng này:
Hỗ trợ cho laser thế hệ tiếp theo: Khi Lidar chuyển sang công suất cao hơn, laser xung ngắn hơn (để giải quyết tốt hơn), các sợi của chúng tôi đã được thử nghiệm để xử lý các nguồn mới này-vì vậy bạn sẽ không cần thiết kế lại hệ thống của mình trong một năm.
Khả năng mở rộng hiệu quả chi phí: Chúng tôi cung cấp giá cả số lượng lớn cho các đơn đặt hàng lớn, với các ống lên tới 10 km. Điều này làm cho các sợi của chúng tôi giá cả phải chăng cho các hệ thống LiDAR sản xuất hàng loạt (như các loại trong xe tiêu dùng).
Hỗ trợ kỹ thuật: Nhóm của chúng tôi bao gồm các chuyên gia LIDAR, những người có thể giúp bạn tối ưu hóa định tuyến sợi, thiết kế kết nối và căn chỉnh phân cực. Chúng tôi không chỉ bán sợi-chúng tôi sẽ giúp bạn xây dựng nắp tốt hơn.
Trong một thị trường mà ngay cả sự cải thiện 1% trong hiệu suất cũng có thể giành được hợp đồng, các sợi PM của chúng tôi mang lại cho bạn lợi thế. Chúng đảm bảo các hệ thống LIDAR của bạn đáng tin cậy hơn, chính xác hơn và thích nghi hơn với các điều kiện trong thế giới thực.
Lidar không còn là công nghệ thích hợp-đó là xương sống của các hệ thống tự trị, thành phố thông minh và tự động hóa công nghiệp. Và tại xương sống của Lidar là sợi PM. Chọn chất xơ phù hợp không chỉ là về thông số kỹ thuật; Đó là về việc đảm bảo hệ thống của bạn có thể cung cấp theo lời hứa về độ chính xác và độ tin cậy.
Các sợi duy trì phân cực của chúng tôi được thiết kế cho những thách thức độc đáo của Lidar, từ laser năng lượng cao đến các uốn cong chặt chẽ trong các thiết bị di động. Họ được các nhà sản xuất hàng đầu tin tưởng bởi vì họ làm việc theo chủ nghĩa, đáng tin cậy và chịu áp lực.
Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để thảo luận về nhu cầu của hệ thống LIDAR của bạn. Hãy xây dựng một giải pháp sợi giúp công nghệ của bạn nhìn thấy thế giới rõ ràng hơn.
Gửi yêu cầu của bạn trực tiếp cho chúng tôi
