Падпішыцеся на нашыя сацыяльныя сеткі для аператыўных публікацый
Тэхналогія прамога вымярэння часу пралёту (dTOF) — гэта інавацыйны падыход да дакладнага вымярэння часу пралёту святла з выкарыстаннем метаду карэляцыйнага падліку адзіночных фатонаў (TCSPC). Гэтая тэхналогія з'яўляецца неад'емнай часткай розных прымяненняў, ад датчыкаў блізкасці ў бытавой электроніцы да перадавых сістэм LiDAR у аўтамабільных прыладах. Па сутнасці, сістэмы dTOF складаюцца з некалькіх ключавых кампанентаў, кожны з якіх адыгрывае вырашальную ролю ў забеспячэнні дакладных вымярэнняў адлегласці.
Асноўныя кампаненты сістэм dTOF
Лазерны драйвер і лазер
Драйвер лазера, ключавая частка схемы перадатчыка, генеруе лічбавыя імпульсныя сігналы для кіравання выпраменьваннем лазера праз пераключэнне MOSFET. Лазеры, у прыватнасціЛазеры з вертыкальным рэзанатарам, якія выпраменьваюць паверхню(VCSEL) аддаюць перавагу дзякуючы вузкаму спектру, высокай энергаёмістасці, магчымасцям хуткай мадуляцыі і лёгкасці інтэграцыі. У залежнасці ад прымянення, даўжыні хваль 850 нм або 940 нм выбіраюцца для балансу паміж пікамі паглынання сонечнага спектру і квантавай эфектыўнасцю датчыка.
Перадавальная і прыёмная оптыка
На баку перадачы простая аптычная лінза або камбінацыя каліматорных лінзаў і дыфракцыйных аптычных элементаў (DOE) накіроўвае лазерны прамень праз патрэбнае поле зроку. Прыёмная оптыка, накіраваная на збор святла ў межах мэтавага поля зроку, выкарыстоўвае лінзы з меншымі F-лікамі і больш высокай адноснай асветленасцю, а таксама вузкапалосныя фільтры для ліквідацыі старонніх перашкод ад святла.
Датчыкі SPAD і SiPM
Аднафатонныя лавінныя дыёды (SPAD) і крэмніевыя фотапамнажнікі (SiPM) з'яўляюцца асноўнымі датчыкамі ў dTOF-сістэмах. SPAD адрозніваюцца здольнасцю рэагаваць на адзінкавыя фатоны, выклікаючы моцны лавінны ток толькі адным фатонам, што робіць іх ідэальнымі для высокадакладных вымярэнняў. Аднак большы памер пікселя ў параўнанні з традыцыйнымі CMOS-датчыкамі абмяжоўвае прасторавае разрозненне dTOF-сістэм.
Пераўтваральнік часу ў лічбавы пераўтваральнік (TDC)
Схема TDC пераўтварае аналагавыя сігналы ў лічбавыя сігналы, прадстаўленыя часам, фіксуючы дакладны момант рэгістрацыі кожнага імпульсу фатона. Гэтая дакладнасць мае вырашальнае значэнне для вызначэння становішча мэтавага аб'екта на аснове гістаграмы запісаных імпульсаў.
Вывучэнне параметраў прадукцыйнасці dTOF
Далёкасць і дакладнасць выяўлення
Дыяпазон выяўлення сістэмы dTOF тэарэтычна распаўсюджваецца настолькі далёка, наколькі могуць распаўсюджвацца яе светлавыя імпульсы і адбівацца назад да датчыка, адрозніваючыся ад шуму. Для бытавой электронікі фокус часта знаходзіцца ў межах 5 м, выкарыстоўваючы VCSEL, у той час як для аўтамабільных прымяненняў можа патрабавацца дыяпазон выяўлення 100 м і больш, што патрабуе розных тэхналогій, такіх як EEL абовалаконныя лазеры.
націсніце тут, каб даведацца больш пра прадукт
Максімальны адназначны дыяпазон
Максімальная далёкасць дзеяння без неадназначнасці залежыць ад інтэрвалу паміж выпраменьванымі імпульсамі і частаты мадуляцыі лазера. Напрыклад, пры частаце мадуляцыі 1 МГц адназначная далёкасць дзеяння можа дасягаць 150 м.
Дакладнасць і памылка
Дакладнасць у сістэмах dTOF па сваёй сутнасці абмежаваная шырынёй імпульсу лазера, у той час як памылкі могуць узнікаць з-за розных нявызначанасцей у кампанентах, у тым ліку ў драйверы лазера, рэакцыі датчыка SPAD і дакладнасці схемы TDC. Такія стратэгіі, як выкарыстанне эталоннага SPAD, могуць дапамагчы паменшыць гэтыя памылкі, усталяваўшы базавую лінію для часу і адлегласці.
Устойлівасць да шуму і перашкод
Сістэмы dTOF павінны спраўляцца з фонавым шумам, асабліва ва ўмовах моцнага асвятлення. Такія метады, як выкарыстанне некалькіх пікселяў SPAD з рознымі ўзроўнямі аслаблення, могуць дапамагчы справіцца з гэтай праблемай. Акрамя таго, здольнасць dTOF адрозніваць прамыя і шматпрамянёвыя адлюстраванні павышае яго ўстойлівасць да перашкод.
Прасторавае разрозненне і спажыванне энергіі
Дасягненні ў тэхналогіі датчыкаў SPAD, такія як пераход ад працэсаў франтальнага асвятлення (FSI) да задняга асвятлення (BSI), значна палепшылі хуткасць паглынання фатонаў і эфектыўнасць датчыкаў. Гэты прагрэс у спалучэнні з імпульсным характарам сістэм dTOF прыводзіць да зніжэння спажывання энергіі ў параўнанні з сістэмамі бесперапыннага выпраменьвання, такімі як iTOF.
Будучыня тэхналогіі dTOF
Нягледзячы на высокія тэхнічныя бар'еры і выдаткі, звязаныя з тэхналогіяй dTOF, яе перавагі ў дакладнасці, далёкасці і энергаэфектыўнасці робяць яе перспектыўным кандыдатам для будучых ужыванняў у розных галінах. Па меры таго, як тэхналогіі датчыкаў і распрацоўкі электронных схем працягваюць развівацца, сістэмы dTOF гатовыя да больш шырокага ўкаранення, стымулюючы інавацыі ў бытавой электроніцы, бяспецы аўтамабіляў і не толькі.
- З вэб-старонкі02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Хутчэй за святло (faster-than-light.net)
- аўтар: Чао Гуан
Адмова ад адказнасці:
- Мы тым самым заяўляем, што некаторыя выявы, размешчаныя на нашым сайце, сабраны з Інтэрнэту і Вікіпедыі з мэтай садзейнічання адукацыі і абмену інфармацыяй. Мы паважаем правы інтэлектуальнай уласнасці ўсіх аўтараў. Выкарыстанне гэтых выяў не мае на мэце камерцыйную выгаду.
- Калі вы лічыце, што які-небудзь з выкарыстаных матэрыялаў парушае вашы аўтарскія правы, звяжыцеся з намі. Мы больш чым гатовыя прыняць адпаведныя меры, у тым ліку выдаліць выявы або правільна пазначыць аўтара, каб забяспечыць выкананне законаў і правілаў аб інтэлектуальнай уласнасці. Наша мэта — падтрымліваць платформу, багатую кантэнтам, справядлівую і паважаючую правы інтэлектуальнай уласнасці іншых.
- Калі ласка, звяжыцеся з намі па наступным адрасе электроннай пошты:sales@lumispot.cnМы абавязуемся неадкладна прымаць меры пасля атрымання любога паведамлення і гарантуем 100% супрацоўніцтва ў вырашэнні любых такіх праблем.
Час публікацыі: 07 сакавіка 2024 г.