برای دریافت سریع پست‌ها در شبکه‌های اجتماعی ما عضو شوید
فناوری زمان پرواز مستقیم (dTOF) یک رویکرد نوآورانه برای اندازه‌گیری دقیق زمان پرواز نور است که از روش شمارش تک فوتون همبسته با زمان (TCSPC) استفاده می‌کند. این فناوری برای طیف وسیعی از کاربردها، از حسگر مجاورت در لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا سیستم‌های پیشرفته LiDAR در کاربردهای خودرو، ضروری است. سیستم‌های dTOF در هسته خود از چندین مؤلفه کلیدی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش مهمی در تضمین اندازه‌گیری دقیق فاصله دارند.
اجزای اصلی سیستم‌های dTOF
درایور لیزر و لیزر
درایور لیزر، که بخش محوری مدار فرستنده است، سیگنال‌های پالس دیجیتال را برای کنترل انتشار لیزر از طریق سوئیچینگ MOSFET تولید می‌کند. لیزرها، به ویژهلیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی(VCSELها) به دلیل طیف باریک، شدت انرژی بالا، قابلیت‌های مدولاسیون سریع و سهولت ادغام، مورد توجه هستند. بسته به کاربرد، طول موج‌های 850 نانومتر یا 940 نانومتر برای ایجاد تعادل بین پیک‌های جذب طیف خورشیدی و بازده کوانتومی حسگر انتخاب می‌شوند.
ارسال و دریافت اپتیک
در سمت فرستنده، یک لنز نوری ساده یا ترکیبی از لنزهای موازی‌ساز و عناصر نوری پراشنده (DOE) پرتو لیزر را در میدان دید مورد نظر هدایت می‌کند. اپتیک گیرنده، که هدف آن جمع‌آوری نور در میدان دید هدف است، از لنزهایی با عدد F پایین‌تر و روشنایی نسبی بالاتر، در کنار فیلترهای باند باریک برای از بین بردن تداخل نور خارجی بهره می‌برد.
سنسورهای SPAD و SiPM
دیودهای بهمنی تک فوتونی (SPAD) و تکثیرکننده‌های نوری سیلیکونی (SiPM) حسگرهای اصلی در سیستم‌های dTOF هستند. SPADها با توانایی خود در پاسخ به فوتون‌های تکی، که تنها با یک فوتون یک جریان بهمنی قوی ایجاد می‌کنند، متمایز می‌شوند و آنها را برای اندازه‌گیری‌های با دقت بالا ایده‌آل می‌کنند. با این حال، اندازه پیکسل بزرگتر آنها در مقایسه با حسگرهای CMOS سنتی، وضوح مکانی سیستم‌های dTOF را محدود می‌کند.
مبدل زمان به دیجیتال (TDC)
مدار TDC سیگنال‌های آنالوگ را به سیگنال‌های دیجیتال که با زمان نمایش داده می‌شوند، تبدیل می‌کند و لحظه دقیق ثبت هر پالس فوتون را ثبت می‌کند. این دقت برای تعیین موقعیت جسم هدف بر اساس هیستوگرام پالس‌های ثبت شده بسیار مهم است.
بررسی پارامترهای عملکرد dTOF
محدوده و دقت تشخیص
برد تشخیص یک سیستم dTOF از لحاظ تئوری تا جایی است که پالس‌های نوری آن می‌توانند حرکت کنند و به حسگر بازتاب شوند و به طور متمایز از نویز قابل تشخیص باشند. برای لوازم الکترونیکی مصرفی، فوکوس اغلب در محدوده ۵ متر است که از VCSEL استفاده می‌کند، در حالی که کاربردهای خودرو ممکن است به برد تشخیص ۱۰۰ متر یا بیشتر نیاز داشته باشند که مستلزم فناوری‌های متفاوتی مانند EELها یالیزرهای فیبری.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصول اینجا کلیک کنید
حداکثر برد بدون ابهام
حداکثر برد بدون ابهام به فاصله بین پالس‌های ساطع‌شده و فرکانس مدولاسیون لیزر بستگی دارد. برای مثال، با فرکانس مدولاسیون ۱ مگاهرتز، برد بدون ابهام می‌تواند تا ۱۵۰ متر برسد.
دقت و خطا
دقت در سیستم‌های dTOF ذاتاً توسط پهنای پالس لیزر محدود می‌شود، در حالی که خطاها می‌توانند از عدم قطعیت‌های مختلف در اجزا، از جمله درایور لیزر، پاسخ حسگر SPAD و دقت مدار TDC ناشی شوند. استراتژی‌هایی مانند استفاده از SPAD مرجع می‌تواند با ایجاد یک خط مبنا برای زمان‌بندی و فاصله، به کاهش این خطاها کمک کند.
مقاومت در برابر نویز و تداخل
سیستم‌های dTOF باید با نویز پس‌زمینه، به‌ویژه در محیط‌های با نور زیاد، مقابله کنند. تکنیک‌هایی مانند استفاده از چندین پیکسل SPAD با سطوح تضعیف متفاوت می‌تواند به مدیریت این چالش کمک کند. علاوه بر این، توانایی dTOF در تمایز بین بازتاب‌های مستقیم و چندمسیره، مقاومت آن را در برابر تداخل افزایش می‌دهد.
وضوح مکانی و مصرف برق
پیشرفت‌ها در فناوری حسگر SPAD، مانند گذار از فرآیندهای روشنایی از جلو (FSI) به روشنایی از پشت (BSI)، میزان جذب فوتون و راندمان حسگر را به طور قابل توجهی بهبود بخشیده است. این پیشرفت، همراه با ماهیت پالسی سیستم‌های dTOF، منجر به مصرف برق کمتر در مقایسه با سیستم‌های موج پیوسته مانند iTOF می‌شود.
آینده فناوری dTOF
علیرغم موانع فنی بالا و هزینه‌های مرتبط با فناوری dTOF، مزایای آن در دقت، برد و بهره‌وری انرژی، آن را به گزینه‌ای امیدوارکننده برای کاربردهای آینده در زمینه‌های مختلف تبدیل می‌کند. با تکامل مداوم فناوری حسگر و طراحی مدار الکترونیکی، سیستم‌های dTOF برای پذیرش گسترده‌تر آماده می‌شوند و نوآوری‌هایی را در لوازم الکترونیکی مصرفی، ایمنی خودرو و فراتر از آن ایجاد می‌کنند.
- از صفحه وب02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 سریعتر از نور (سریعتر از نور.net)
- نویسنده: چائو گوانگ
سلب مسئولیت:
- بدینوسیله اعلام می‌کنیم که برخی از تصاویر نمایش داده شده در وب‌سایت ما از اینترنت و ویکی‌پدیا جمع‌آوری شده‌اند و هدف آنها ارتقای آموزش و اشتراک‌گذاری اطلاعات است. ما به حقوق مالکیت معنوی همه خالقان احترام می‌گذاریم. استفاده از این تصاویر برای اهداف تجاری نیست.
- اگر معتقدید که هر یک از محتوای استفاده شده، حق چاپ شما را نقض می‌کند، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه آماده‌ایم تا اقدامات لازم، از جمله حذف تصاویر یا ارائه منابع مناسب، را برای اطمینان از رعایت قوانین و مقررات مالکیت معنوی انجام دهیم. هدف ما حفظ پلتفرمی غنی از محتوا، منصفانه و با احترام به حقوق مالکیت معنوی دیگران است.
- لطفا با آدرس ایمیل زیر با ما تماس بگیرید:sales@lumispot.cnما متعهد می‌شویم که به محض دریافت هرگونه اعلان، فوراً اقدام کنیم و همکاری ۱۰۰٪ را در حل هرگونه مشکلی از این دست تضمین می‌کنیم.
زمان ارسال: مارس-07-2024