LiDAR, Gasdetektion, Strukturüberwachung Trends in der Faserlasersensorik

Vorschau auf den globalen Faserlasermarkt, basierend auf Originalstudien von IDTechEx
Vorschau auf den globalen Faserlasermarkt, basierend auf Originalstudien von IDTechEx

Die Marktforscher von IDTechEx prognostizieren, dass der weltweite Faserlasermarkt im Jahr 2028 eine Größe von 8,9 Mrd. US-Dollar erreichen wird, mit einem starken Wachstum im Segment LiDAR & Sensing. IDTechEx Analyst Dr. Nilushi Wijeyasinghe gibt einen Überblick über die Marktentwicklung.

»Faserlaser haben einen großen Anteil am Markt der Lasermaterialbearbeitung, sind aber typischerweise auf Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich beschränkt. Das wird sich innerhalb des nächsten Jahrzehnts ändern, weil neue Anwendungen von Faserlasertechnologien wie z.B. LiDAR in der Automobilindustrie, Gassensorik und strukturelle Gesundheitsüberwachung entstehen.

In einem Standard-Automobil-LiDAR-System…

...emittieren Laserdioden kohärente Infrarotstrahlung, die von nahen Objekten reflektiert und von Sensoren im Fahrzeug erfasst wird. Sobald das reflektierte Signal per Software verarbeitet ist, leitet die Steuerung das Fahrzeug, um das Hindernis zu umgehen.

Herkömmliche LiDAR-Produkte verwenden zahlreiche Laserdioden, die Strahlung mit einer Wellenlänge von 905 nm emittieren. In jüngster Zeit hat sich der Faserlaser-LiDAR als Alternative mit mehreren Vorteilen herausgestellt. Faserbasierte LiDAR-Produkte arbeiten bei einer längeren Wellenlänge von 1550 nm. Diese augensichere Wellenlänge ermöglicht es dem LiDAR-System, mit höheren Leistungen zu arbeiten und eine weiträumige Abtastung für autonome Fahrzeuge zu bieten; überlegene Auflösung und volle Funktionalität mit weniger Lasern sind weitere Vorteile. Da die Technologie auf einer optischen Faser basiert, bietet der Verzicht auf mechanische Komponenten eine hervorragende Systemstabilität und eine lange Lebensdauer. 

Auch Superkontinuum-Faserlaserquellen,…

...wie sie vom französischen Aerospace Lab ONERA entwickelt wurden, entwickeln sich zu einer wichtigen Sensortechnologie. Im Gegensatz zu herkömmlichen monochromatischen Lasern bieten Superkontinuum-Faserlaser ein breitbandiges Spektrum bei gleichzeitig hoher Helligkeit und hoher Strahlqualität. Die hohe räumliche Kohärenz der Faserlaser macht sie ideal für die Gassensorik. Zu den Anwendungen dieser Technologie gehören die Überwachung der Umweltverschmutzung und die Erkennung chemischer Verunreinigungen bei Industrieunfällen. 

Darüber hinaus eignen sich Faserlaser…

...auch für die automatisierte Strukturüberwachung und sind eine Alternative zu piezoelektrischen Sensoren. Organisationen wie das US Naval Research Laboratory haben über hochempfindliche Faserlasersysteme berichtet, die entwickelt wurden, um Ermüdung in Marineschiffen wie U-Booten zu erkennen, bevor sie ein kritisches Niveau erreichen. Dabei werden akustische Signaturen aus Rissbildung und anderen Schäden aufgelöst. Zukünftige Anwendungen dieser Technologie umfassen die Überwachung der kritischen Teile, die für Ermüdung und Versagen in der Infrastruktur und in zivilen Flugzeugen anfällig sind.«