2026年5月9日，國務院總理李強主持召開國務院常務會議，明確提出“做強國內大循環要在供需協同、聯動升級上求突破，落實和完善服務業擴能提質舉措，加強水網、新型電網、算力網、新一代通信網、城市地下管網、物流網等規劃建設”。其中，“新型電網”被列為重點規劃建設的基礎設施網絡之一，為“十五五”期間智能電網、數字化運維裝備的發展提供了明確的政策方向。

（光纖激光清障儀-圖源網絡，侵刪）

在此背景下，輸電線路運維方式正加速從人工巡視向自動化、精細化轉變，激光雷達（LiDAR）與激光清障儀成為兩種關鍵設備：前者為無人機提供高精度三維環境感知與避障能力；后者可遠程清除掛附在輸電線路上的異物（如風箏、塑料膜、樹枝等）。這兩種設備的核心功能均依賴于激光的發射與接收，而光學濾光片——特別是窄帶濾光片——正是保障其在強日光、復雜氣候環境下可靠工作的基礎光學元件。

（NBP1550窄帶激光濾光片）

一、激光雷達與激光清障儀工作原理及濾光片角色

1.1激光雷達（LiDAR）在輸電線路巡檢中的應用

無人機搭載的激光雷達通常采用時間飛行法（ToF）或調頻連續波（FMCW）測距原理。激光器發射近紅外波段的脈沖激光（常見波長：905nm、1550nm），遇到導線、絕緣子、塔桿或樹木后反射，由接收光學系統匯聚到探測器（如APD或SPAD）。通過計算發射與接收的時間差，解算出高精度距離信息，生成輸電線路通道的三維點云模型。

陽光背景噪聲是主要干擾源。太陽光譜覆蓋紫外到遠紅外，在近紅外區輻射強度高。若不加以波長選擇，探測器會同時接收目標反射激光和強烈太陽散射光，導致信噪比急劇下降，甚至探測器飽和。

窄帶濾光片是解決該問題的核心元件。它置于接收鏡頭與探測器之間，僅允許以激光中心波長（例如905nm）為中心的極窄波段通過，大幅衰減其他波長的環境光。典型電力級窄帶濾光片的半高寬（FWHM）可做到10nm甚至2nm，配合高光密度截止深度（OD4~OD6），可使信噪比提升數十倍，實現百米外毫米級測距精度。

（NBP808窄帶濾光片）

1.2激光清障儀的工作機制及其對濾光片的要求

激光清障儀是一種非接觸式異物清除設備，可架設于無人機或地面平臺。它使用高功率連續或脈沖激光（常見波長：808nm、980nm、1080nm）聚焦于異物表面，通過熱燒蝕或切割方式將其熔斷、氣化。操作人員需通過同軸可見光瞄準系統或紅外熱成像輔助瞄準精確控制激光焦點。

高功率激光照射目標時會產生強烈后向散射光，部分散射光沿原路返回瞄準光路。若無濾光措施，這些散射光會進入觀察相機的傳感器，造成眩光、對比度下降甚至永久損壞。

解決方案是在瞄準光路中插入陷波濾光片或帶通濾光片。陷波濾光片針對激光工作波長設計出極高衰減的窄帶阻隔區（例如在1080nm處衰減OD5以上），同時允許可見光波段（400~700nm）通過。這樣操作人員可清晰看到異物及背景，而激光散射光被有效屏蔽，保障了傳感器安全和瞄準準確性。

（負性濾光片）

二、電力場景下濾光片的關鍵技術指標

電網環境與消費電子、普通工業差異顯著，對濾光片要求更為嚴苛。

2.1中心波長與帶寬精度

激光雷達的激光光譜很窄（<1nm），但溫度變化會導致激光器波長漂移（約0.2~0.3nm/℃）。濾光片中心波長須與激光器工作波長匹配，并預留足夠溫度范圍內的通帶寬度。例如在-40℃~85℃環境下，激光波長可能漂移25nm，因此濾光片FWHM不宜過窄（通常10~15nm），且峰值透過率需保持>90%。

2.2高截止深度與寬截止范圍

電力作業常在白天進行，陽光直射下近紅外背景輻射強。濾光片在通帶外的截止深度要求通常達到OD4以上，強干擾場景需OD6。截止范圍需覆蓋紫外（300nm）到中紅外（2000nm），因為硅基探測器對此寬波段均有響應。

2.3寬溫度穩定性與抗高濕

輸電線路跨越不同氣候區，設備可能在-40℃到+85℃戶外連續工作。濾光片必須采用硬質介質薄膜（如Ta?O?/SiO?或TiO?/SiO?多層膜），并通過離子輔助沉積工藝，確保膜層應力小、附著力強。溫飄系數需控制在<0.02nm/℃。此外，表面應鍍有疏水或防霧膜層，防止凝露引起透過率下降和散射增加。 

2.4高激光損傷閾值（針對清障儀）

激光清障儀輸出功率可達數百瓦（連續）或毫焦級脈沖。濾光片即使是反射激光，也可能吸收殘余能量。因此基片需采用紫外熔融石英或藍寶石（極高功率場合），膜層設計避免駐波場增強，并通過ISO21254標準測試，確保損傷閾值高于實際使用激光功率密度（通常要求>10J/cm2@ns脈沖，或>1kW/cm2@CW）。

（NBP905激光雷達濾光片）

三、典型應用示例

3.1無人機激光雷達濾光片參數示例

某電力巡檢無人機搭載905nm激光雷達，要求探測距離300米，測距精度±2cm。選用窄帶濾光片典型參數如下：

中心波長：905nm±2nm

FWHM：10nm

峰值透過率：>92%

截止波段：400~1100nm，截止深度OD5

入射角：0°~8°（適應鏡頭會聚）

尺寸：直徑12mm，厚度1mm

安裝該濾光片后，背景光功率被有效抑制，有效探測距離和點云數據質量顯著提升。

3.2激光清障儀瞄準系統濾光片方案

清障儀激光波長（如1080nm）與可見光相機響應波段重疊。普通陷波濾光片在阻帶邊緣可能產生“滲漏”。工程上可采用雙濾光片方案：第一片為長波通濾光片（截止波長900nm），反射激光至散熱結構；第二片為短波通濾光片，配合介質膜干涉陷波片，實現可見光平均透過率>85%，激光波段透過率<0.001%。同時，高功率激光可能使濾光片局部加熱變形，可采用楔形基片設計（兩面不平行），避免反射光干涉形成熱點。

四、政策背景與市場方向

2026年3月，全國人民代表大會批準了“十五五”規劃綱要，其中明確提出加快新型電力系統建設、推動能源基礎設施數字化轉型。2026年5月9日國務院常務會議進一步強調“加強新型電網……等規劃建設”。在上述政策指引下，電網投資向智能化運維、設備狀態感知及通道清潔等方向傾斜。

輸電線路無人機巡檢、激光清障等技術和裝備的推廣應用，將直接帶動高性能窄帶濾光片、陷波濾光片的市場需求。隨著“十五五”期間產業鏈自主可控要求的深化，國內濾光片制造工藝水平持續提升，離子濺射鍍膜等先進技術趨于成熟，能夠批量供應滿足電力戶外嚴苛環境（-40℃~85℃、OD6截止深度）的產品。在高端窄帶濾光片（如1550nm人眼安全激光雷達用、帶寬<3nm、截止深度OD6以上）領域，國內已實現小批量產，生產一致性和可靠性仍在持續改進中。

結論

在輸電線路激光雷達與清障儀中，光學濾光片是保障設備在強日光、寬溫變、高濕度和高功率激光環境下正常工作的關鍵元件：

激光雷達依賴窄帶濾光片抗陽光干擾，獲得高精度測距；

激光清障儀依賴陷波/帶通濾光片保護瞄準傳感器，確保操作安全。

“十五五”期間，隨著多波長激光雷達、固態激光雷達（FlashLiDAR）以及智能化異物清除技術的發展，對濾光片的多波段透過、大角度容忍、高損傷閾值等性能要求將持續升級。在設備選型時，建議不僅關注激光器參數，還應考察濾光片的光譜曲線（含溫漂測試數據）及環境可靠性驗證結果，以確保整套光學系統在戶外長期穩定運行。

素材來源：人民網百家號<李強主持召開國務院常務會議>