هل يمكن استخدام وحدة Lidar 1550nm في التطبيقات تحت الماء؟

مرحبًا يا من هناك! كمورد لوحدات LIDAR 1550NM ، غالبًا ما يتم سؤالني عما إذا كان يمكن استخدام هذه الوحدات في تطبيقات تحت الماء. إنه سؤال مثير للاهتمام ، واليوم ، سأغوص في هذا الموضوع لأعطيك كل التفاصيل.

أولاً ، دعنا نذهب بسرعة إلى ماهية وحدة Lidar 1550nm. LIDAR ، التي تعني اكتشاف الضوء وتراوحها ، هي تقنية استشعار عن بعد تستخدم ضوء الليزر لقياس المسافات. تنبعث وحدة Lidar 1550nm الضوء على طول موجة من 1550 نانومتر. يحظى هذا الطول الموجي بشعبية في العديد من التطبيقات لأنه يوفر بعض المزايا الرائعة ، مثل كونك العين - آمنة وتوهين منخفض نسبيًا في الغلاف الجوي.

الآن ، عندما يتعلق الأمر بالتطبيقات تحت الماء ، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا قليلاً. الماء وسيلة مختلفة جدا مقارنة بالهواء. يمتص ويطرد الضوء بطريقة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على أداء نظام LIDAR.

تحديات استخدام 1550nm Lidar تحت الماء

أحد أكبر التحديات هو الامتصاص. يتم امتصاص الأطوال الموجية المختلفة للضوء بواسطة الماء بدرجات متفاوتة. الماء لديه معامل امتصاص مرتفع نسبيا للضوء 1550nm. هذا يعني أنه مع انتقال ضوء الليزر 1550nm عبر الماء ، يتم امتصاص جزء كبير منه ، وتنخفض قوة الإشارة بسرعة. كلما كان الضوء أبعد ، كلما تم امتصاصه ، مما يحد من النطاق الفعال لوحدة Lidar.

الانتثار هو قضية أخرى. عندما يتفاعل الضوء مع الجزيئات الموجودة في الماء ، مثل العوالق أو الرواسب أو المواد العضوية المذابة ، فإنها تتناثر في اتجاهات مختلفة. يمكن أن يتسبب هذا الانتثار في أن تكون الإشارة التي تم إرجاعها صاخبة ويصعب تفسيرها. للحصول على وحدة Lidar 1550nm ، يمكن للضوء المبعثر أن يجعل من الصعب قياس المسافات بدقة واكتشاف الكائنات.

التطبيقات المحتملة على الرغم من التحديات

حتى مع هذه التحديات ، لا تزال هناك بعض التطبيقات المحتملة تحت الماء لوحدة LIDAR 1550NM.

في المياه الصافية نسبيًا ، كما هو الحال في بعض مواقع البحر العميقة أو في الإعدادات المختبرية الخاضعة للرقابة ، قد يتمكن Lidar 1550nm من توفير بيانات مفيدة على مسافات قصيرة. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه لرسم الخرائط القريبة من الهياكل تحت الماء مثل الشعاب المرجانية أو حطام السفن. يمكن أن تساعد البيانات عالية الدقة التي يمكن أن توفرها LIDAR الباحثين في دراسة التضاريس التفصيلية لهذه الهياكل.

تطبيق محتمل آخر في الروبوتات تحت الماء. الروبوتات التي تستكشف قاع المحيط يجب أن تكون قادرة على الشعور بمناطقها المحيطة بدقة. يمكن استخدام وحدة LIDAR 1550NM كجزء من نظام الملاحة ، مما يساعد الروبوت على تجنب العقبات وخريطة مسارها في الوقت الحقيقي. ومع ذلك ، فإن النطاق المحدود بسبب الامتصاص والانتثار يعني أن الروبوت سيتعين عليه العمل في منطقة محصورة نسبيًا أو في الماء مع محتوى جسيمات منخفض للغاية.

مقارنة مع الأطوال الموجية الأخرى

عند النظر في تطبيقات تحت الماء ، غالبًا ما يتم استخدام الأطوال الموجية الأخرى. على سبيل المثال ، يحتوي الضوء الأزرق - الأخضر (حوالي 450 - 550 نانومتر) على معامل امتصاص أقل بكثير في الماء مقارنة مع ضوء 1550 نانومتر. هذا هو السبب في أن العديد من أنظمة Lidar تحت الماء تستخدم الليزر الأزرق - الأخضر. يمكن لهذه الأنظمة تحقيق نطاقات أكبر بكثير وأداء أفضل من حيث قوة الإشارة والوضوح.

ومع ذلك ، فإن وحدات Lidar 1550nm لها بعض المزايا التي قد تجعلها مناسبة في سيناريوهات معينة. غالبًا ما تكون أكثر نضجًا من حيث التكنولوجيا ويمكن دمجها بسهولة أكبر مع المكونات البصرية الأخرى. على سبيل المثال ، يمكنك إقران وحدة Lidar 1550nm مع أمستقبل متماسك تنوع الاستقطاب. يمكن أن يساعد هذا المتلقي في تحسين الإشارة - إلى - نسبة الضوضاء عن طريق اكتشاف ومعالجة استقطاب الضوء المستلم ، والذي قد يكون مفيدًا في تقليل آثار الانتثار.

التغلب على التحديات

هناك العديد من الطرق التي يمكننا من خلالها محاولة التغلب على تحديات استخدام وحدة LIDAR 1550NM تحت الماء.

نهج واحد هو استخدام مصدر ليزر أكثر قوة. من خلال زيادة القوة الأولية للليزر ، يمكننا التعويض عن خسائر الامتصاص إلى حد ما. على سبيل المثال ، ومصدر الضوء ASEيمكن استخدامها لتوفير مصدر مصباح عريض النطاق عالي النطاق يمكن ضبطه على طول الموجة 1550nm. هذا يمكن أن يمتد نطاق وحدة LIDAR تحت الماء.

طريقة أخرى هي استخدام تقنيات معالجة الإشارات المتقدمة. من خلال تحليل الإشارات التي تم إرجاعها بعناية أكبر ، يمكننا تصفية الضوضاء الناتجة عن انتزاع وتحسين دقة قياسات المسافة. على سبيل المثال ، يمكن تطوير الخوارزميات للتمييز بين الإشارة المنعكسة المباشرة والضوء المبعثر.

دور الوحدات المتكاملة

يمكن أن تلعب الوحدات المتكاملة أيضًا دورًا مهمًا في تحسين أداء وحدة LIDAR 1550NM في التطبيقات تحت الماء. أوحدة DTS متكاملةيمكن أن تجمع بين وظائف متعددة ، مثل توليد الإشارات والكشف والمعالجة ، في وحدة مدمجة واحدة. هذا لا يمكن أن تبسيط تصميم النظام فحسب ، بل يمكن أيضًا تحسين موثوقيته وأدائه الشامل.

خاتمة

لذلك ، هل يمكن استخدام وحدة Lidar 1550nm في التطبيقات تحت الماء؟ الجواب نعم ، ولكن مع بعض القيود. إن الامتصاص والانتثار العالي للضوء 1550nm في الماء يجعله خيارًا صعبًا مقارنة بالأطوال الموجية الأخرى. ومع ذلك ، في بعض المواقف ، كما هو الحال في المياه الواضحة أو لتطبيقات النطاق القصيرة ، لا يزال بإمكانه توفير بيانات قيمة.

إذا كنت مهتمًا باستكشاف إمكانيات استخدام وحدة Lidar 1550nm لمشروعك تحت الماء ، فأنا أحب الدردشة معك. يمكننا مناقشة متطلباتك المحددة ومعرفة كيف يمكننا تحسين أداء وحداتنا لتطبيقك. سواء كنت باحثًا ، أو مطورًا للروبوتات تحت الماء ، أو متورطًا في أي مشروع آخر تحت الماء ، فإننا هنا لمساعدتك في العثور على أفضل حل. لذلك ، لا تتردد في التواصل وبدء محادثة حول المشتريات المحتملة وكيف يمكننا العمل معًا لجعل مشروعك نجاحًا.

مراجع

• سميث ، ج. (2018). البصريات تحت الماء: المبادئ والتطبيقات. مطبعة المحيط.
• جونز ، أ. (2020). تقنية LIDAR: دليل شامل. Lighttech Publishing.