Кәсіби білім

Лазерлік лидар дамуының ретроспективті және тенденциялық анализі

2021-03-23
Лазер 1960 жылдары ойлап табылғаннан бері лидар кең көлемде дамыды. Лазер нағыз драйверге айналды, ол лидарды арзан әрі сенімді етеді, оны басқа сенсорлық технологиялармен салыстырғанда бәсекеге қабілетті етеді. Лазерлік радарлар көрінетін аймақта (лағыл лазері), содан кейін жақын инфрақызыл аймақта (Nd: YAG лазер), ақырында инфрақызыл аймақта (CO2 лазер) жұмыс істей бастайды. Қазіргі уақытта көптеген лидарлар инфрақызыл аймақта жұмыс істейді (1,5 мм), бұл адам үшін зиянсыз. Лидар принципіне сүйене отырып, OCT және сандық голография сияқты көптеген жаңа технологияларға көбірек көңіл бөлінді.
Лидарды геодезиялық және картаға түсіруге қолдану негізінен жерді және бөгде заттарды ауқымдауды, орналастыруды және сызуды қамтиды; когерентті лидар қоршаған ортаны қорғау салаларында маңызды қосымшаларға ие, мысалы, желді сезіну және синтетикалық апертураны дамыту; қақпалы кескін негізінен әскери, медициналық және қауіпсіздік аспектілерінде қолданылады; және лидар тамырлы зерттеулерде және көздің көруін түзетуде қолданылған. Ghost lidar теорияда және модельдеуде жаңа технология түрінде қолданылды. Лидарды маңызды технология ретінде автопилот пен ұшқышсыз ұшқыш қолданады. Оны полиция жылдамдықты өлшеу үшін, сондай-ақ Microsoft-тың Kinect мағынасы ойыны сияқты ойындарды пайдаланады.
Еуропада, АҚШ-та, бұрынғы Кеңес Одағында, Жапонияда және Қытайда лидардың бүкіл даму тарихында лидар көптеген даму сатыларынан өтті. Алғашқы лазерлік диапазоннан бастап лидар әскери қашықтықта және қару-жарақты басқаруда, әсіресе лазерлік позициялауда (бистатикалық радар) кеңінен қолданылды. Одан әрі жүргізілген зерттеулер жабдықтау процесінде екі өлшемді ысырманы бақылау және үшөлшемді бейнелеу технологиясына негізделген лазерлік бейнелеу жүйесінің дамуына әкелді. Бейнелеу жүйесінің дамуына негізінен мыналар жатады: кең диапазондық және диапазондық ажыратымдылық, бір фотонға сезімтал массив, бірнеше функциясы бар көп жиілікті немесе кең спектрлі лазерлік сәулелену, жақсы ену қабілеті, өсімдіктерден өту, мақсатты тану үшін тығыз медиадан өту және басқа қосымшалар .
Азаматтық және әскери-азаматтық қосымшаларда атмосфералық және мұхиттық қашықтықтан зондтауды зерттеу саласында экологиялық лидар технологиясы пісіп жетілді, ал көптеген елдерде үш өлшемді картаға түсіру операциялық күйге көшті. Лазердің тиімділігі артып, ықшам және арзан бола отырып, ол автомобильдер мен ПВО-ға арналған қосымшаларды ұсынады. Автотіркегішті қолдану - бұл лидардың көлемін, салмағын және құнын едәуір төмендететін лидардың ең көп қолданылатын коммерциялық қолданылуы.
Лидар технологиясының медицинада көптеген қолданбалары бар, олардың бірі оптикалық төмен когерентті томография. Бұл технология көз құрылымын үш өлшемді қайта құруды зерттеу үшін офтальмологияда лазерлік шағылыстырғышты кеңінен қолданудан бастау алады. Ол қан тамырларының үшөлшемді эндоскопиясын жүзеге асырады және Доплер өлшемді велосиметріне дейін созылады. Тағы бір маңызды мысал - адамның көзінің диоптриясын рефрактивті бейнелеу. Зерттеу.
Лидар жүйесін зерттеу кезінде көптеген жаңа технологиялар мен әдістер пайда болды, оның ішінде кеуекті және синтетикалық апертура, екі бағытты жұмыс, көп толқындық немесе кең жолақты сәуле шығару лазері, фотондар санау және дамыған кванттық технология, аралас пассивті және белсенді жүйелер, микротолқынды және лидар аралас, Сонымен қатар, толық өрісті деректерді алу әдісін жоғарылату үшін когерентті лидар қолданылады деп күтілуде. Компоненттер тұрғысынан тиімді көп функционалды лазер көздері, ықшам күйдегі лазерлік сканерлер, сәулені басқарудың және қалыптаудың механикалық емес механизмдері, сезімтал және үлкен фокустық жазықтық массивтері, тиімді аппараттық құралдар мен лидар ақпаратын өңдеуге арналған алгоритмдер мен мәліметтердің жоғары жылдамдығы қолданылады. тікелей және келісімді анықтау.
Лидар технологиясының соңғы 50 жылдағы әртүрлі елдердегі жетістіктерін салыстыра отырып, нәтижелер лидар технологиясының және онымен байланысты қосымшалардың әлі де қолданудың кең перспективасына ие екендігін көрсетеді.