Wybór diody laserowej Lidar do kompaktowych systemów obrazowania

Chociaż lidar często jest omawiany w kontekście samochodów autonomicznych, istnieje wiele zastosowań systemów lidar poza przemysłem motoryzacyjnym. Nowe UAV, które wymagają świadomości środowiskowej, mogą zawierać miniaturowy system lidar obok innych czujników, dostarczając obrazy otaczającego środowiska, które zawierają znaczną ilość informacji.

Wiele precyzyjnych pomiarów w badaniach naukowych, pomiarów turbulencji w samolotach oraz innych rutynowych pomiarów atmosferycznych również wykorzystuje systemy lidar. Jako przykład, lidar jest często używany do zdalnego zbierania pomiarów składników atmosferycznych, takich jak cząstki aerozolowe, para wodna, kryształy lodu lub śladowe gazy. Techniki lidar wykorzystujące rozpraszanie mogą być używane do mierzenia wysokości podstaw chmur lub śledzenia smug zanieczyszczeń. Bez względu na to, który typ pomiaru zamierzasz przeprowadzić, będziesz musiał wybrać odpowiednią diodę laserową lidar do swojej aplikacji.

Łańcuch sygnałowy Lidar

Bez względu na to, czy projektujesz system obrazowania lidar dla autonomicznych pojazdów, zaawansowanych UAV, czy innych zaawansowanych systemów obrazowania, pulsacyjna dioda laserowa będzie podstawową częścią łańcucha sygnałowego obok fotodiod lub tablic PIN. Podobnie jak w łańcuchu sygnałowym radaru, będziesz musiał starannie zaprojektować stronę nadawczą i odbiorczą aby skanować otoczenie i tworzyć mapę głębi. Te systemy łączą szereg standardowych i zaawansowanych komponentów do napędzania diody laserowej lidar i wykrywania niskopoziomowych sygnałów laserowych odbitych od odległych celów.

Istnieje wiele różnych technik lidar do użytku w różnych aplikacjach. UAV i autonomiczne pojazdy, które wymagają obrazowania i pomiarów głębi w jednym zestawie danych, mogą używać systemu lidar skanującego do generowania map punkt po punkcie otaczającego środowiska. W tej aplikacji, impulsy laserowe są skanowane przez otoczenie, a odbite światło jest zbierane za pomocą fotodetektora podczerwieni (obecnie używane jest 905 nm, ale może to później przejść na 1500 nm). Odległość może być obliczona z pomiaru czasu przelotu, który może być łatwo wykonany za pomocą układów IC konwertera czasu na cyfry. Gdy używane są wraz z systemem radarowym, oba zestawy czujników mogą jednocześnie być używane do śledzenia celów (tj. pomiarów odległości i prędkości) i obrazowania.

Te aplikacje obrazowania wymagają pulsacyjnej diody laserowej do zbierania pomiarów odległości punkt po punkcie, dając mapę odległości otaczającego środowiska. Pomiary atmosferyczne oparte na różnicowej absorpcji wykorzystują dwie lub więcej pulsacyjnych diod laserowych, w zależności od mierzonego składnika atmosferycznego lub innej wielkości (temperatury lub turbulencji).

Mapa wysokości diody laserowej lidar z UAV

Kryteria wyboru pulsacyjnej diody laserowej Lidar

Chcemy tutaj skupić się na impulsowym diodowym laserze nadawczym. Należy zauważyć, że ciągłe (CW) diody laserowe mogą być eksploatowane jako diody impulsowe, chociaż karty katalogowe tych diod zwykle nie podają długości impulsu laserowego, jakiego można się spodziewać przy zasilaniu diody CW impulsami napięcia/prądu. Jeśli chciałbyś zasilać diodę laserową CW jako diodę impulsową, powinieneś zmierzyć długość impulsu za pomocą pomiaru autokorelacji, co jest trudne bez wrażliwego sprzętu optycznego.

Następujące punkty powinny być rozważone przy wyborze impulsowej diody laserowej do użytku w dowolnym systemie obrazowania lidar:

• Moc wyjściowa. To określi dwa aspekty twojego systemu. Pierwszy to konkretne wymagania bezpieczeństwa dla twojego nowego produktu, ponieważ impulsowe lasery mogą powodować uszkodzenia oczu przy wysokiej mocy wyjściowej. To również określi użyteczny zasięg dla twojego systemu. Wyższe moce wyjściowe zapewnią dłuższe pomiary zasięgu.
• Długość fali. Różne zastosowania mają tendencję do używania różnych długości fal. Jak wspomniano powyżej, niektóre aplikacje używają więcej niż jednej długości fali, co musi być uwzględnione przy wyborze diody laserowej.
• Cykl pracy. Impulsowe diody laserowe są zwykle zasilane impulsami o wysokim napięciu i niskim cyklu pracy. Chociaż chwilowe napięcie może być dość wysokie, średnie zużycie energii jest raczej niskie dzięki niskiemu cyklowi pracy. Producent zaleci określony cykl pracy, który powinien być używany do osiągnięcia określonej długości impulsu.
• Minimalna długość impulsu i maksymalna częstotliwość powtarzania. Karty katalogowe produktów laserowych zwykle podają częstotliwość powtarzania jako maksimum, ponieważ jest to związane z czasem regeneracji medium laserowego. Minimalna długość impulsu określi wymagany cykl pracy, którego musisz użyć do zasilania diody laserowej.

Osram Opto SPLPL90

Dioda laserowa SPLPL90 od Osram Opto jest zaprojektowana do użytku w systemach motoryzacyjnych, ale nadaje się również do innych systemów naziemnych o krótszym zasięgu. Ta dioda laserowa z 2 pinami zapewnia impulsy o długości 100 ns przy 915 nm z mocą szczytową 25 W. Ponieważ ta dioda laserowa pracuje na 915 nm, mogą pojawić się obawy dotyczące bezpieczeństwa, jeśli system jest używany w obszarze miejskim na poziomie gruntu.

Dioda laserowa SPLPL90. Z karty katalogowej SPLPL90.

Excelitas Technology DPGEW1S09H

DPGEW1S09H jest jedną z serii diod laserowych emitujących na 905 nm. Ta seria diod (numery części od DPGEW1S09H do DPGEW3S09H) emituje impulsy o długości 30 ns z maksymalną mocą wyjściową osiągającą 45 W. Krótszy czas impulsu może zapewnić nieco wyższą rozdzielczość w porównaniu z innymi prezentowanymi tutaj diodami laserowymi lidar. Zobacz stronę 38 karty katalogowej po więcej opcji od Excelitas Technology.

Hamamatsu L11854-336-05

Diody laserowe L11854-336-05 od Hamamatsu zapewniają wysoką moc wyjściową (100 W) dla systemów lidar działających na dalekim zasięgu przy 905 nm. Te diody są zaprojektowane do pracy z cyklem pracy 0,1% i wytwarzania impulsów 100 ns, co wymaga specjalistycznego sterownika lasera do produkcji impulsów. Dłuższy zasięg sprawia, że ta dioda laserowa lidar jest lepszym wyborem dla UAV lub innych zastosowań zdalnego czujnika.

Fotografia impulsowej diody laserowej L11854-336-05 od Hamamatsu. Z karty katalogowej L11854-336-05.

Zaawansowane systemy lidar potrzebują odpowiedniej diody laserowej lidar do budowania 3D map otoczenia, a Octopart^® jest tutaj, aby dać Ci dostęp do ogromnej gamy diod laserowych lidar. Spróbuj użyć naszego Przewodnika po selektorze części, aby określić najlepszą opcję dla Twojego następnego produktu.

Nie przegap aktualizacji! Zapisz się do naszego newslettera już dziś..