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Retrospectiva y análisis de tendencias del desarrollo del láser Lidar

2021-03-23
Desde que se inventó el láser en la década de 1960, el lidar se ha desarrollado a gran escala. El láser se ha convertido en un verdadero impulsor, lo que hace que el lidar sea barato y confiable, lo que lo hace más competitivo que otras tecnologías de sensores. Los radares láser comienzan a trabajar en la región visible (láser rubí), luego en la región infrarroja cercana (láser Nd:YAG) y finalmente en la región infrarroja (láser CO2). En la actualidad, muchos lidars funcionan en la región del infrarrojo cercano (1,5 um), que es inofensiva para los ojos humanos. Basado en el principio de lidar, se ha prestado cada vez más atención a muchas tecnologías nuevas, como OCT y holografía digital.
La aplicación de lidar en topografía y cartografía incluye principalmente el alcance, posicionamiento y dibujo de la tierra y objetos extraños; el lidar coherente tiene aplicaciones importantes en aplicaciones ambientales, como la detección del viento y el desarrollo del lidar de apertura sintética; las imágenes cerradas se utilizan principalmente en aspectos militares, médicos y de seguridad; y lidar se ha aplicado en la investigación vascular y la corrección de la visión ocular. Ghost lidar se ha aplicado en teoría y simulación en forma de nueva tecnología. Como tecnología importante, lidar es utilizado por piloto automático y UAV. La policía también lo utiliza para medir la velocidad, así como juegos como el Kinect sense de Microsoft.
A lo largo de la historia de desarrollo de lidar en Europa, Estados Unidos, la antigua Unión Soviética, Japón y China, lidar ha pasado por muchas etapas de desarrollo. Desde el primer alcance láser, lidar se ha utilizado ampliamente en alcance militar y guía de armas, especialmente en posicionamiento láser (radar biestático). La investigación adicional ha llevado al desarrollo de un sistema de imágenes láser basado en el monitoreo de activación bidimensional y la tecnología de imágenes tridimensionales en el proceso de equipamiento. El desarrollo del sistema de imágenes incluye principalmente: rango más amplio y resolución de rango cruzado, matriz sensible a un solo fotón, emisión láser multifrecuencia o de amplio espectro con múltiples funciones, mejor capacidad de penetración, plantas atravesadas, medios densos atravesados ​​para el reconocimiento de objetivos y otras aplicaciones. .
En aplicaciones civiles y militares-civiles, la tecnología lidar ambiental ha madurado en el campo de la investigación de sensores remotos atmosféricos y oceánicos, mientras que en muchos países, el lidar de mapeo tridimensional ha entrado en estado operativo. Con la creciente eficiencia del láser, y más compacto y económico, proporciona aplicaciones potenciales para automóviles y vehículos aéreos no tripulados. La aplicación de vehículo con piloto automático es probablemente la aplicación comercial de lidar más utilizada, lo que reduce en gran medida el tamaño, el peso y el costo de lidar.
La tecnología Lidar tiene muchas aplicaciones en medicina, una de las cuales es la tomografía óptica de baja coherencia. Esta tecnología tiene su origen en la amplia aplicación del reflector láser en oftalmología para estudiar la reconstrucción tridimensional de la estructura del ojo. Realiza la endoscopia tridimensional de los vasos sanguíneos y se extiende al velocímetro tridimensional Doppler. Otro ejemplo importante es la imagen refractiva de dioptrías del ojo humano. Investigación.
En la investigación del sistema lidar, han surgido muchas tecnologías y métodos nuevos, que incluyen apertura porosa y sintética, operación bidireccional, láser de emisión de banda ancha o longitud de onda múltiple, conteo de fotones y tecnología cuántica avanzada, sistemas activos y pasivos combinados, microondas y lidar combinados, etc. Al mismo tiempo, se espera que se utilice LIDAR coherente para aumentar el método de obtención de datos de campo completo. En cuanto a los componentes, se utilizan fuentes láser multifuncionales efectivas, escáneres láser de estado sólido compactos, control y modelado de haz no mecánico, matrices de plano focal sensibles y más grandes, hardware y algoritmos efectivos para procesar información lidar y alta velocidad de datos para lograr Detección directa y coherente.
Al comparar los logros de la tecnología lidar en los últimos 50 años en varios países, los resultados muestran que la tecnología lidar y las aplicaciones relacionadas todavía tienen una amplia perspectiva de aplicación.