中科院广州电子激光雷达市场调查报告

中科院广州电子激光雷达市场调查报告激光雷达市场调查报告目录1.激光雷达的分类2．国内主要的激光雷达研究单位3.先进激光雷达技术研究举例4.目前市场上常用激光雷达的激光器及其最大发射频率5.激光雷达应用领域市场6.国外激光雷达企业名录7.中国激光雷达企业名录1.激光雷达的分类从实际工程和应用角度来说，激光雷达的分类方式繁多:按照激光波段来分，有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达等。按照激光器的工作介质分，有固体激光雷达、气体激光雷达、半导体激光雷达、二极管泵浦固体激光雷达等。按照激光发射波形分，有脉冲激光雷达、连续调制激光雷达等。按功能用途来分，有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角和跟踪雷达、激光成像雷达、大气探测激光雷达和生物激光雷达等。按照激光雷达的载荷平台可分为便携式激光雷达、地基激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达和弹载激光雷达等。按照激光雷达探测技术的不同，可以分为直接探测激光雷达和相干探测激光雷达两种类型。按照体制来分，有多普勒激光雷达、合成孔径成像激光雷达、差分吸收激光雷达、相控阵激光雷达等。鉴于激光雷达能全天时对地观测，受地面背景、天空背景干扰小，并具有高分辨率和高灵敏度，激光雷达可以广泛应用在环境监测、海洋探测、森林调查、地形测绘、深空探测、军事应用等方面。2．国内主要的激光雷达研究单位：中科院安徽光机所、中科院上海光机所、中科院武汉物数所、中科院空间中心、中国海洋大学、武汉大学、西安理工大学、北京理工大学、中国科技大学、中国电子科技集团、北京遥测技术研究所等单位。其中，中国海洋大学较早开始基于高谱分辨激光雷达的气溶胶及风场探测工作，还为中欧开展的龙计划Ⅱ开发了新型地基激光雷达。中科院安徽光机所在激光雷达设备研制上积累了多年经验，研发了多种激光雷达，取得了很好的应用效果。中国科技大学研发了米-瑞利-钠荧光和多普勒测风激光雷达。西安理工大学发展了多套不同类型的激光雷达。中科院上海光机所和中国电子科技集团分别研发了测风激光雷达系统。北京理工大学最近也研制了一台拉曼-米散射激光雷达进行气溶胶探测。中科院光电研究院还和法国科学家合作进行机载激光雷达探测的研究。3.先进激光雷达技术研究举例：大气气溶胶的探测大气气溶胶是指悬浮在大气中直径约为100μm以下的液体或固体微粒体系，地面扬尘、沙尘暴、林火烟灰、花粉、空气中的气态污染物等，都是对流层气溶胶的自然源。气溶胶对气候变化、云的形成、能见度的改变、大气微量成分的循环及人类健康有着重要影响。1.米散射激光雷达气溶胶探测的激光雷达主要是以单波长或多波长(如Nd:YAG激光器1064、532、355nm)米散射激光雷达为主，技术比较成熟。欧美及日本等国已实现商品化，国内的中科院大气所、安徽光机所、上海光机所、中国海洋大学及西安理工大学等单位也先后开展该项技术的研发。单波长米散射激光雷达可以用探测大气气溶胶的光学特性，主要有散射系数，消光系数，雷达比。而多波长激光雷达除了可以得到上述参数以外还常用于反演气溶胶的粒谱分布及不同波长的气溶胶消光系数，为研究激光在大气中的传输特性，大气湍流等提供科学依据。西安理工大学研发的小型米散射激光雷达，观察到西安上空气溶胶及卷云的THI（Time-Height-Indications）时空分布。该系统采用半导体泵浦的微脉冲激光器的532nm波长，具有对眼安全特性及三维扫描功能，可用于城市气溶胶及大气质量监测、大气能见度及边界层高度观测等。2.高光谱分辨率激光雷达米散射激光雷达在反演气溶胶参数如消光系数时，必须对当时的大气状态等做一些假设，因而限制了其探测及数据反演精度，不利于大气的精准探测。高光谱分辨率激光雷达（HSRL）是在米散射激光雷达的基础上发展而来的一种高精度气溶胶探测技术，也是目前公认的与气溶胶拉曼探测激光雷达并列的两种可不需假定、直接探测气溶胶消光参数的技术之一。HSRL的探测原理是利用大气分子引起的瑞利散射光谱宽度依存大气温度，其谱线宽度一般为GHz级，而气溶胶散射谱宽约等于激励激光谱宽，一般为100MHz级，通过使用单频率脉冲激光器，高光谱分辨率分光器，如干涉仪、原子吸收滤光器或分子吸收滤光器，从大气散射中分离米散射和瑞利散射光谱。在数据反演中借助于同时获得的瑞利散射信号，可以不需要假设大气粒子消光/散射参数，直接导出消光系数，从而实现高精度的气溶胶探测，提高了参量反演的准确性。大气温湿度探测激光雷达探测大气温度分布的主要方法有瑞利散射法密度法，高光谱分辨率瑞利散射法，转动拉曼散射法和差分吸收法等。瑞利散射法密度法主要利用激光雷达探测大气分子密度变化，利用大气方程反演温度，所以主要用于气溶胶影响较小的对流层顶部及平流层的大气温度探测。而底层对流层范围内的大气温度探测，由于受温度的遥感灵敏度较低及易受地表产生的高密度气溶胶和白天太阳背景光的影响，底层大气高精度测温技术的研究一直是国际上激光雷达研究的前沿课题。目前对流层内的大气温度探测主要是高光谱分辨率瑞利散射法和转动拉曼散射法。激光雷达探测水汽的主要方法有振动拉曼散射激光雷达，即利用水汽分子和氮气分子所产生的振动拉曼散射谱线的强度进行水汽密度探测。差分吸收激莱卡和Optech公司采用的是大功率的波长为1064纳米的安全等级为IV级（I级是最安全的，II级以上越来越不安全）的Nd-YAG激光器。当低空飞行时，就必须增大激光的光斑，并且采用强度衰减器来降低输出激光的强度。而Riegl公司和TopSys公司采用的是对人和动物眼睛安全的波长为1550纳米的近红外激光器。因此无论是低空飞行还是中高空飞行都不需要增大激光的光斑和衰减激光的强度。5.激光雷达应用领域市场1.激光雷达在军事领域应用的主要方面

（1）战场侦察

（2）气体探测

（3）跟踪及火控

（4）水下探测

（5）电子对抗

2.激光雷达在测绘领域的应用

（1）快速获取数字高程模型

（2）基础测绘的实施

（3）精密工程测量

（4）数字城市建设3.激光雷达在无人驾驶领域的应用4.激光雷达在3D打印领域的应用

5.激光雷达在虚拟现实领域的应用6.国外激光雷达企业名录1．瑞士Leica公司2．加拿大Optech公司3．奥地利瑞格(Riegl)公司4．美国Trimble公司5．美国Escort公司7.中国激光雷达企业名录1．中国电子科技集团公司第二十七研究所2．中国