Naujienos - dTOF jutiklis: Veikimo principas ir pagrindiniai komponentai.

Prenumeruokite mūsų socialinę žiniasklaidą, kad gautumėte greitus įrašus

Tiesioginio skrydžio laiko (dTOF) technologija yra novatoriškas metodas, leidžiantis tiksliai išmatuoti šviesos skrydžio laiką, naudojant laiko koreliuotą vieno fotono skaičiavimo (TCSPC) metodą. Ši technologija yra neatsiejama nuo įvairių taikomųjų programų: nuo artumo jutimo plataus vartojimo elektronikoje iki pažangių LiDAR sistemų automobilių pramonėje. Iš esmės dTOF sistemos susideda iš kelių pagrindinių komponentų, kurių kiekvienas atlieka lemiamą vaidmenį užtikrinant tikslius atstumo matavimus.

Pagrindiniai dTOF sistemų komponentai

Lazerio tvarkyklė ir lazeris

Lazerio tvarkyklė, pagrindinė siųstuvo grandinės dalis, generuoja skaitmeninius impulsų signalus, kad valdytų lazerio spinduliavimą per MOSFET perjungimą. Lazeriai, ypačVertikalios ertmės paviršiaus spinduliuojantys lazeriai(VCSEL) yra mėgstami dėl siauro spektro, didelio energijos intensyvumo, greito moduliavimo galimybių ir lengvo integravimo. Priklausomai nuo taikymo, parenkami 850 nm arba 940 nm bangos ilgiai, kad būtų galima subalansuoti saulės spektro sugerties smailes ir jutiklio kvantinį efektyvumą.

Perdavimo ir priėmimo optika

Perdavimo pusėje paprastas optinis lęšis arba kolimuojančių lęšių ir difrakcinių optinių elementų (DOE) derinys nukreipia lazerio spindulį per norimą matymo lauką. Priėmimo optika, skirta surinkti šviesą tiksliniame regėjimo lauke, naudojasi objektyvais su mažesniu F skaičiumi ir didesniu santykiniu apšvietimu bei siaurajuosčiais filtrais, kad pašalintų pašalinės šviesos trukdžius.

SPAD ir SiPM jutikliai

Vieno fotono lavinos diodai (SPAD) ir silicio fotodaugintuvai (SiPM) yra pagrindiniai jutikliai dTOF sistemose. SPAD išsiskiria gebėjimu reaguoti į pavienius fotonus, sukeldami stiprią lavinos srovę tik vienu fotonu, todėl jie idealiai tinka didelio tikslumo matavimams. Tačiau jų didesnis pikselių dydis, palyginti su tradiciniais CMOS jutikliais, riboja dTOF sistemų erdvinę skiriamąją gebą.

Laiko iki skaitmeninio formato keitiklis (TDC)

TDC grandinė paverčia analoginius signalus į skaitmeninius signalus, vaizduojamus pagal laiką, užfiksuodama tikslų kiekvieno fotono impulso įrašymo momentą. Šis tikslumas yra labai svarbus nustatant tikslinio objekto padėtį pagal įrašytų impulsų histogramą.

dTOF našumo parametrų tyrinėjimas

Aptikimo diapazonas ir tikslumas

dTOF sistemos aptikimo diapazonas teoriškai tęsiasi tiek, kiek gali sklisti jos šviesos impulsai ir atsispindėti atgal į jutiklį, atskirtą nuo triukšmo. Kalbant apie plataus vartojimo elektroniką, dėmesys dažnai būna 5 m diapazone, naudojant VCSEL, o automobilių reikmėms gali prireikti 100 m ar didesnio aptikimo diapazono, todėl reikia skirtingų technologijų, pvz., EEL arbapluošto lazeriai.

spustelėkite čia norėdami sužinoti daugiau apie produktą

Didžiausias nedviprasmiškas diapazonas

Maksimalus diapazonas be dviprasmybių priklauso nuo intervalo tarp skleidžiamų impulsų ir lazerio moduliavimo dažnio. Pavyzdžiui, esant 1MHz moduliacijos dažniui, vienareikšmiškas diapazonas gali siekti iki 150m.

Tikslumas ir klaida

Tikslumą dTOF sistemose iš esmės riboja lazerio impulso plotis, o klaidų gali kilti dėl įvairių komponentų neapibrėžtumo, įskaitant lazerio tvarkyklę, SPAD jutiklio atsaką ir TDC grandinės tikslumą. Tokios strategijos kaip pamatinio SPAD naudojimas gali padėti sumažinti šias klaidas nustatant laiko ir atstumo bazę.

Atsparumas triukšmui ir trukdžiams

dTOF sistemos turi kovoti su foniniu triukšmu, ypač esant stipriai šviesai. Tokie metodai kaip kelių SPAD pikselių su skirtingais slopinimo lygiais naudojimas gali padėti susidoroti su šia problema. Be to, dTOF gebėjimas atskirti tiesioginius ir daugiakrypčius atspindžius padidina jo atsparumą trukdžiams.

Erdvinė skiriamoji geba ir energijos suvartojimas

SPAD jutiklių technologijos pažanga, tokia kaip perėjimas nuo priekinio apšvietimo (FSI) prie galinio apšvietimo (BSI) procesų, žymiai pagerino fotonų sugerties greitį ir jutiklio efektyvumą. Dėl šios pažangos, kartu su impulsiniu dTOF sistemų pobūdžiu, energijos suvartojimas yra mažesnis, palyginti su nuolatinių bangų sistemomis, tokiomis kaip iTOF.

dTOF technologijos ateitis

Nepaisant didelių techninių kliūčių ir išlaidų, susijusių su dTOF technologija, jos tikslumo, diapazono ir energijos vartojimo efektyvumo pranašumai daro jį perspektyviu kandidatu ateityje pritaikyti įvairiose srityse. Tobulėjant jutiklių technologijoms ir elektroninių grandinių dizainui, dTOF sistemos yra pasirengusios plačiau pritaikyti, skatindamos naujoves plataus vartojimo elektronikos, automobilių saugos ir kitose srityse.

Iš tinklalapio02.02 TOF系统第二章 dTOF系统 – 超光 Greitesnis už šviesą (faster-than-light.net)
autorius: Chao Guang

Atsisakymas:

Pareiškiame, kad kai kurie mūsų svetainėje rodomi vaizdai yra surinkti iš interneto ir Vikipedijos, siekiant skatinti švietimą ir dalijimąsi informacija. Mes gerbiame visų kūrėjų intelektinės nuosavybės teises. Šių vaizdų naudojimas nėra skirtas komercinei naudai.
Jei manote, kad kuris nors naudojamas turinys pažeidžia jūsų autorių teises, susisiekite su mumis. Esame daugiau nei pasirengę imtis atitinkamų priemonių, įskaitant vaizdų pašalinimą arba tinkamo priskyrimo pateikimą, kad užtikrintume intelektinės nuosavybės įstatymų ir taisyklių laikymąsi. Mūsų tikslas yra išlaikyti platformą, kuri būtų turtinga turinio, būtų sąžininga ir gerbia kitų intelektinės nuosavybės teises.
Prašome susisiekti su mumis šiuo el. pašto adresu:sales@lumispot.cn. Įsipareigojame nedelsiant imtis veiksmų gavę pranešimą ir garantuojame 100% bendradarbiavimą sprendžiant tokias problemas.