Abonējiet mūsu sociālos tīklus, lai saņemtu tūlītējus ierakstus
Tiešās lidojuma laika (dTOF) tehnoloģija ir inovatīva pieeja, lai precīzi izmērītu gaismas lidojuma laiku, izmantojot laika korelācijas vienfotonu skaitīšanas (TCSPC) metodi. Šī tehnoloģija ir neatņemama dažādu pielietojumu sastāvdaļa, sākot no tuvuma noteikšanas patēriņa elektronikā līdz modernām LiDAR sistēmām automobiļu lietojumprogrammās. dTOF sistēmas pamatā sastāv no vairākiem galvenajiem komponentiem, un katram no tiem ir izšķiroša loma precīzu attāluma mērījumu nodrošināšanā.
dTOF sistēmu galvenās sastāvdaļas
Lāzera draiveris un lāzers
Lāzera draiveris, kas ir raidītāja ķēdes galvenā sastāvdaļa, ģenerē digitālus impulsu signālus, lai kontrolētu lāzera emisiju, izmantojot MOSFET komutāciju. Lāzeri, īpašiVertikāli dobuma virsmas emitējošie lāzeri(VCSEL) ir iecienīti to šaurā spektra, augstās enerģijas intensitātes, ātro modulācijas iespēju un vienkāršās integrācijas dēļ. Atkarībā no pielietojuma tiek izvēlēti 850 nm vai 940 nm viļņu garumi, lai līdzsvarotu Saules spektra absorbcijas maksimumus un sensoru kvantu efektivitāti.
Raidīšanas un uztveršanas optika
Raidīšanas pusē vienkārša optiskā lēca vai kolimējošo lēcu un difrakcijas optisko elementu (DOE) kombinācija virza lāzera staru vēlamajā redzes laukā. Uztverošā optikai, kas paredzēta gaismas uztveršanai mērķa redzes laukā, ir nepieciešami lēcas ar zemākiem F skaitļiem un lielāku relatīvo apgaismojumu, kā arī šaurjoslas filtri, lai novērstu papildu gaismas traucējumus.
SPAD un SiPM sensori
Vienfotonu lavīnas diodes (SPAD) un silīcija fotoelektronu pavairotāji (SiPM) ir galvenie sensori dTOF sistēmās. SPAD izceļas ar spēju reaģēt uz atsevišķiem fotoniem, izraisot spēcīgu lavīnas strāvu tikai ar vienu fotonu, padarot tos ideāli piemērotus augstas precizitātes mērījumiem. Tomēr to lielāks pikseļu izmērs salīdzinājumā ar tradicionālajiem CMOS sensoriem ierobežo dTOF sistēmu telpisko izšķirtspēju.
Laika-ciparu pārveidotājs (TDC)
TDC shēma pārveido analogos signālus digitālos signālos, ko attēlo laiks, precīzi fiksējot katra fotona impulsa ierakstīšanas brīdi. Šī precizitāte ir ļoti svarīga, lai noteiktu mērķa objekta pozīciju, pamatojoties uz ierakstīto impulsu histogrammu.
dTOF veiktspējas parametru izpēte
Noteikšanas diapazons un precizitāte
dTOF sistēmas noteikšanas diapazons teorētiski sniedzas tik tālu, cik tālu tās gaismas impulsi var pārvietoties un atstaroties atpakaļ uz sensoru, atšķirot tos no trokšņa. Patēriņa elektronikā uzmanība bieži vien ir pievērsta 5 m diapazonam, izmantojot VCSEL, savukārt automobiļu lietojumprogrammās var būt nepieciešams noteikšanas diapazons 100 m vai vairāk, kas rada nepieciešamību pēc citām tehnoloģijām, piemēram, EEL vaišķiedru lāzeri.
noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par produktu
Maksimālais nepārprotamais diapazons
Maksimālais diapazons bez nepārprotamības ir atkarīgs no intervāla starp izstarotajiem impulsiem un lāzera modulācijas frekvences. Piemēram, ar modulācijas frekvenci 1 MHz nepārprotamais diapazons var sasniegt pat 150 m.
Precizitāte un kļūda
Precizitāti dTOF sistēmās pēc būtības ierobežo lāzera impulsa platums, savukārt kļūdas var rasties dažādu komponentu nenoteiktību dēļ, tostarp lāzera draivera, SPAD sensora reakcijas un TDC ķēdes precizitātes dēļ. Stratēģijas, piemēram, atsauces SPAD izmantošana, var palīdzēt mazināt šīs kļūdas, nosakot laika un attāluma bāzes līniju.
Trokšņa un traucējumu izturība
dTOF sistēmām jātiek galā ar fona troksni, īpaši spēcīgā apgaismojumā. Tādas metodes kā vairāku SPAD pikseļu izmantošana ar dažādiem vājināšanas līmeņiem var palīdzēt tikt galā ar šo problēmu. Turklāt dTOF spēja atšķirt tiešos un daudzceļu atstarojumus palielina tā noturību pret traucējumiem.
Telpiskā izšķirtspēja un enerģijas patēriņš
SPAD sensoru tehnoloģijas sasniegumi, piemēram, pāreja no priekšējās puses apgaismojuma (FSI) uz aizmugurējās puses apgaismojuma (BSI) procesiem, ir ievērojami uzlabojuši fotonu absorbcijas ātrumu un sensoru efektivitāti. Šis progress apvienojumā ar dTOF sistēmu impulsa raksturu nodrošina zemāku enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar nepārtrauktas darbības sistēmām, piemēram, iTOF.
dTOF tehnoloģijas nākotne
Neskatoties uz augstajiem tehniskajiem šķēršļiem un izmaksām, kas saistītas ar dTOF tehnoloģiju, tās priekšrocības precizitātes, diapazona un energoefektivitātes ziņā padara to par daudzsološu kandidātu nākotnes pielietojumiem dažādās jomās. Tā kā sensoru tehnoloģija un elektronisko shēmu konstrukcija turpina attīstīties, dTOF sistēmas ir gatavas plašākai ieviešanai, veicinot inovācijas patēriņa elektronikā, automobiļu drošībā un citur.
- No tīmekļa lapas02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 — 超光 Ātrāks par gaismu (faster-than-light.net)
- autors: Čao Guangs
Atruna:
- Ar šo mēs paziņojam, ka daži no mūsu tīmekļa vietnē redzamajiem attēliem ir apkopoti no interneta un Vikipēdijas ar mērķi veicināt izglītību un informācijas apmaiņu. Mēs respektējam visu veidotāju intelektuālā īpašuma tiesības. Šo attēlu izmantošana nav paredzēta komerciāliem mērķiem.
- Ja uzskatāt, ka kāds no izmantotā satura pārkāpj jūsu autortiesības, lūdzu, sazinieties ar mums. Mēs esam vairāk nekā gatavi veikt atbilstošus pasākumus, tostarp noņemt attēlus vai norādīt atbilstošu autorību, lai nodrošinātu atbilstību intelektuālā īpašuma likumiem un noteikumiem. Mūsu mērķis ir uzturēt platformu, kas ir bagāta ar saturu, godīga un respektē citu personu intelektuālā īpašuma tiesības.
- Lūdzu, sazinieties ar mums, izmantojot šo e-pasta adresi:sales@lumispot.cnMēs apņemamies nekavējoties rīkoties pēc jebkura paziņojuma saņemšanas un garantējam 100% sadarbību šādu problēmu risināšanā.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 7. marts