度亙核芯全新推出自主研發(fā)1470nm可插拔式半導(dǎo)體激光模塊，產(chǎn)品創(chuàng)新性融合紅光同軸可視化設(shè)計(jì)與SMA905光纖可插拔結(jié)構(gòu)，核心搭載度亙高可靠激光芯片，從底層保障產(chǎn)品性能穩(wěn)定性與超長使用壽命。該光源可靈活適配各類農(nóng)業(yè)智能裝備，具備部署便捷、維護(hù)高效、作業(yè)精準(zhǔn)、性能穩(wěn)定等核心優(yōu)勢，依托先進(jìn)激光物理除草技術(shù)，突破傳統(tǒng)除草模式的污染、低效、易傷苗等諸多局限，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)打造出綠色低碳、智能高效、可規(guī)?；涞氐木珳?zhǔn)除草解決方案，助力智慧農(nóng)業(yè)綠色化、智能化升級(jí)。

應(yīng)用背景

當(dāng)前，綠色化、智能化、精準(zhǔn)化已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心趨勢，農(nóng)田雜草防控作為田間作物管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)。現(xiàn)階段主流除草方式均存在明顯短板，難以適配精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求：傳統(tǒng)化學(xué)除草長期使用易誘發(fā)雜草抗藥性，同時(shí)造成土壤、水體殘留污染，破壞農(nóng)田生態(tài)；人工除草人力成本高、作業(yè)效率低下，無法適配大規(guī)模農(nóng)田作業(yè)場景；機(jī)械除草作業(yè)精度有限，極易損傷農(nóng)作物幼苗，作業(yè)損耗率高；生物除草受溫度、濕度、氣候等環(huán)境因素制約極大，見效周期長、穩(wěn)定性差。

激光除草核心原理依托精準(zhǔn)光能熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)雜草無害化清除：1470nm波段為植物水分強(qiáng)吸收特征波段，該波段激光能量可被雜草莖葉水分快速吸收、轉(zhuǎn)化為熱能，毫秒級(jí)破壞雜草細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，從根源上實(shí)現(xiàn)雜草精準(zhǔn)枯死，除草靶向性極強(qiáng)。相較于傳統(tǒng)CO?激光器，1470nm近紅外半導(dǎo)體激光能量利用率更高、整體能耗更低；搭配光纖耦合一體化設(shè)計(jì)，設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊湊、抗震性更強(qiáng)、體積更小，可完美適配田間復(fù)雜、多變的作業(yè)環(huán)境。

圖一 激光除草的作業(yè)原理

開發(fā)成果

針對當(dāng)前激光除草裝備小型化、模塊化、易維護(hù)、可量產(chǎn)的行業(yè)核心需求，度亙核芯依托自研芯片技術(shù)積淀，重磅推出光纖可插拔式1470nm半導(dǎo)體激光模塊。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、抗震性能優(yōu)異，可快速集成適配各類田間智能除草設(shè)備，有效解決傳統(tǒng)激光除草設(shè)備維護(hù)繁瑣、適配性差、穩(wěn)定性不足等痛點(diǎn)，為農(nóng)業(yè)激光除草技術(shù)規(guī)?；涞?、傳統(tǒng)除草模式智能化變革，提供了高可靠、國產(chǎn)化的核心光源支撐。

圖二 光纖可插拔式1470nm半導(dǎo)體激光模塊

產(chǎn)品優(yōu)勢與特點(diǎn)

紅光同軸集成

可視化精準(zhǔn)除草

產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)指示紅光與主激光一體化同軸集成設(shè)計(jì)，指示光與工作激光同步同軸輸出，可直觀可視化定位雜草生長點(diǎn)位。同時(shí)可搭配機(jī)器視覺AI智能校驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)校準(zhǔn)作業(yè)靶標(biāo)位置，大幅提升激光除草命中率，從技術(shù)層面杜絕作物誤傷問題，兼顧作業(yè)精度與作物安全性。

圖三 紅光指示光在激光除草設(shè)備中的應(yīng)用

可插拔光纖

免工具快速維護(hù)

模組標(biāo)配400微米芯徑、NA0.22規(guī)格工業(yè)光纖，搭載SMA905高功率可插拔光纖接口，實(shí)現(xiàn)光纖鏈路“即插即用”。田間作業(yè)過程中，若光纖出現(xiàn)污染、損壞，無需專業(yè)工具與專業(yè)技術(shù)人員，即可完成快速拆裝更換，極大縮短設(shè)備停機(jī)維護(hù)時(shí)間，有效提升田間作業(yè)連續(xù)性與整體作業(yè)效率，適配規(guī)?；?、常態(tài)化農(nóng)田作業(yè)需求。

高可靠激光芯片

高穩(wěn)定超長壽命

產(chǎn)品核心搭載度亙核芯自主研發(fā)激光芯片，經(jīng)過嚴(yán)苛可靠性老化測試驗(yàn)證：在13A/45℃條件下，3200小時(shí)連續(xù)老化測試，產(chǎn)品功率衰減穩(wěn)定控制在±10%以內(nèi)，無任何芯片失效，性能穩(wěn)定性優(yōu)異。基于測試數(shù)據(jù)推算，產(chǎn)品常溫常規(guī)工況下使用壽命可達(dá)50000小時(shí)，能夠長期適配田間高頻次、持續(xù)性作業(yè)場景。

圖四 芯片可靠性驗(yàn)證：

歸一化功率與老化時(shí)間的關(guān)系

光纖插拔功率穩(wěn)定

多場景性能一致

針對可插拔結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)的功率波動(dòng)行業(yè)難題，產(chǎn)品完成專項(xiàng)優(yōu)化升級(jí)。在250W@25℃冷卻、14A鎖定工作電流的標(biāo)準(zhǔn)工況下，進(jìn)行光纖插拔測試，產(chǎn)品輸出功率變化率始終＜3%，同時(shí)管嘴工作溫度穩(wěn)定控制在40℃以下。插拔工況下性能無明顯波動(dòng)，高低溫、復(fù)雜田間場景作業(yè)性能統(tǒng)一，有效保障全域除草作業(yè)的穩(wěn)定性與一致性。

電控系統(tǒng)集成

為高可靠運(yùn)行保駕護(hù)航

本1470nm光纖耦合模塊配套定制化水冷恒流驅(qū)動(dòng)電源方案，采用前級(jí)AC-DC電源 + 后級(jí) DC-DC線性恒流源兩級(jí)架構(gòu)，完美匹配模塊額定工作電流、電壓工況，為整機(jī)田間作業(yè)提供穩(wěn)定電能輸出。前級(jí)AC-DC電源寬幅交流輸入220Vac，穩(wěn)壓輸出直流電壓，具備過壓、過流、過溫、短路全維度硬件保護(hù)，水冷散熱適配田間高低溫多變環(huán)境；后級(jí)DC-DC線性恒流源支持線性DA模擬調(diào)控，0~3V控制信號(hào)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)激光輸出功率，最快DA響應(yīng)15μs，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)/高頻脈沖兩種出光模式，契合 AI 視覺動(dòng)態(tài)控能除草需求。

電控系統(tǒng)內(nèi)置CAN總線通訊與硬件開關(guān)機(jī)引腳，并通過RS232向視覺控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)回傳電源輸出電流、電壓、模塊殼體溫度及故障告警信息，構(gòu)成多級(jí)防護(hù)機(jī)制，從電氣層面規(guī)避激光模組過載燒壞風(fēng)險(xiǎn)。整機(jī)采用水冷散熱設(shè)計(jì)，-25℃~+50℃寬溫穩(wěn)定工作，三防漆防護(hù)工藝及全密封結(jié)構(gòu)組裝設(shè)計(jì)適配田間潮濕、多粉塵惡劣工況，大幅提升野外農(nóng)機(jī)設(shè)備連續(xù)作業(yè)可靠性。