برای ارسال سریع در رسانه های اجتماعی ما مشترک شوید
فناوری زمان پرواز مستقیم (dTOF) یک رویکرد نوآورانه برای اندازه‌گیری دقیق زمان پرواز نور، با استفاده از روش شمارش فوتون منفرد مرتبط با زمان (TCSPC) است. این فناوری برای انواع کاربردها، از حسگر مجاورت در لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا سیستم های پیشرفته LiDAR در کاربردهای خودرو، یکپارچه است. در هسته خود، سیستم‌های dTOF از چندین جزء کلیدی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش مهمی در اطمینان از اندازه‌گیری دقیق فاصله دارند.
اجزای اصلی سیستم های dTOF
درایور لیزر و لیزر
درایور لیزر، بخش محوری مدار فرستنده، سیگنال های پالس دیجیتال را برای کنترل انتشار لیزر از طریق سوئیچینگ ماسفت تولید می کند. به خصوص لیزرلیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی(VCSEL)، به دلیل طیف باریک، شدت انرژی بالا، قابلیت‌های مدولاسیون سریع و سهولت ادغام مورد علاقه هستند. بسته به کاربرد، طول موج های 850 نانومتر یا 940 نانومتر برای تعادل بین پیک های جذب طیف خورشیدی و بازده کوانتومی حسگر انتخاب می شوند.
اپتیک ارسال و دریافت
در سمت فرستنده، یک لنز نوری ساده یا ترکیبی از لنزهای همسو و عناصر نوری پراش (DOEs) پرتو لیزر را در میدان دید مورد نظر هدایت می‌کند. اپتیک های دریافت کننده، با هدف جمع آوری نور در میدان دید هدف، از لنزهایی با اعداد F کمتر و روشنایی نسبی بالاتر، در کنار فیلترهای باند باریک برای حذف تداخل نور خارجی بهره می برند.
سنسورهای SPAD و SiPM
دیودهای بهمن تک فوتونی (SPAD) و فتومولتیپلایرهای سیلیکونی (SiPM) حسگرهای اولیه در سیستم های dTOF هستند. SPAD ها با توانایی خود در پاسخ به تک فوتون ها متمایز می شوند و تنها با یک فوتون جریان بهمنی قوی ایجاد می کنند و آنها را برای اندازه گیری های با دقت بالا ایده آل می کند. با این حال، اندازه پیکسل بزرگتر آنها در مقایسه با سنسورهای سنتی CMOS، وضوح فضایی سیستم‌های dTOF را محدود می‌کند.
مبدل زمان به دیجیتال (TDC)
مدار TDC سیگنال‌های آنالوگ را به سیگنال‌های دیجیتالی تبدیل می‌کند که با زمان نشان داده می‌شوند و لحظه‌ای دقیق ثبت هر پالس فوتون را ثبت می‌کنند. این دقت برای تعیین موقعیت شی هدف بر اساس هیستوگرام پالس های ثبت شده بسیار مهم است.
بررسی پارامترهای عملکرد dTOF
محدوده تشخیص و دقت
محدوده تشخیص یک سیستم dTOF از نظر تئوری تا جایی گسترش می‌یابد که پالس‌های نور آن می‌توانند حرکت کنند و به حسگر بازتاب شوند، که کاملاً از نویز مشخص می‌شود. برای لوازم الکترونیکی مصرفی، تمرکز اغلب در محدوده 5 متری است، با استفاده از VCSEL، در حالی که برنامه های خودرو ممکن است به محدوده تشخیص 100 متر یا بیشتر نیاز داشته باشند، که نیاز به فناوری های مختلفی مانند EEL یا EEL دارد.لیزرهای فیبر.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصول اینجا را کلیک کنید
حداکثر محدوده بدون ابهام
حداکثر دامنه بدون ابهام به فاصله بین پالس های ساطع شده و فرکانس مدولاسیون لیزر بستگی دارد. به عنوان مثال، با فرکانس مدولاسیون 1 مگاهرتز، محدوده بدون ابهام می تواند تا 150 متر برسد.
دقت و خطا
دقت در سیستم‌های dTOF ذاتاً توسط عرض پالس لیزر محدود می‌شود، در حالی که خطاها می‌توانند از عدم قطعیت‌های مختلف در قطعات، از جمله درایور لیزر، پاسخ سنسور SPAD و دقت مدار TDC ناشی شوند. استراتژی هایی مانند استفاده از یک SPAD مرجع می تواند با ایجاد یک خط پایه برای زمان 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 شدید مقابله کنند. تکنیک هایی مانند استفاده از چندین پیکسل SPAD با سطوح میرایی متفاوت می تواند به مدیریت این چالش کمک کند. علاوه بر این، قابلیت dTOF برای تمایز بین بازتاب مستقیم و چند مسیره، استحکام آن را در برابر تداخل افزایش می‌دهد.
وضوح فضایی و مصرف برق
پیشرفت‌ها در فناوری حسگر SPAD، مانند انتقال از فرآیندهای روشنایی سمت جلو (FSI) به روشنایی پشت (BSI)، نرخ جذب فوتون و کارایی حسگر را به طور قابل‌توجهی بهبود بخشیده است. این پیشرفت، همراه با ماهیت پالسی سیستم‌های dTOF، منجر به مصرف انرژی کمتر در مقایسه با سیستم‌های موج پیوسته مانند iTOF می‌شود.
آینده فناوری dTOF
علیرغم موانع فنی بالا و هزینه های مرتبط با فناوری dTOF، مزایای آن در دقت، برد و بهره وری توان آن را به یک نامزد امیدوارکننده برای کاربردهای آینده در زمینه های مختلف تبدیل می کند. همانطور که فناوری حسگر و طراحی مدارهای الکترونیکی به تکامل خود ادامه می‌دهند، سیستم‌های dTOF برای پذیرش گسترده‌تر آماده می‌شوند و باعث ایجاد نوآوری‌ها در لوازم الکترونیکی مصرفی، ایمنی خودرو و فراتر از آن می‌شوند.
- 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 می کنیم که برخی از تصاویر نمایش داده شده در وب سایت ما از اینترنت و ویکی پدیا با هدف ترویج آموزش و اشتراک گذاری اطلاعات جمع آوری شده است. ما به حقوق مالکیت معنوی همه سازندگان احترام می گذاریم. استفاده از این تصاویر برای منافع تجاری در نظر گرفته نشده است.
- اگر فکر می کنید که هر یک از محتوای استفاده شده حق نسخه برداری شما را نقض می کند، لطفا با ما تماس بگیرید. ما بیش از حد مایل به انجام اقدامات مناسب، از جمله حذف تصاویر یا ارائه انتساب مناسب، برای اطمینان از انطباق با قوانین و مقررات مالکیت معنوی هستیم. هدف ما حفظ یک پلتفرم غنی از محتوا، منصفانه و احترام به حقوق مالکیت معنوی دیگران است.
- لطفا با آدرس ایمیل زیر با ما تماس بگیرید:sales@lumispot.cn. ما متعهد می شویم که بلافاصله پس از دریافت هر گونه اطلاعیه، اقدام فوری انجام دهیم و 100% همکاری را برای حل چنین مشکلاتی تضمین می کنیم.
زمان ارسال: مارس-07-2024