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汽车LiDAR系统智慧之眼——探测器该怎么选?

作者:时间:2018-07-18来源:微迷网 收藏
编者按:LiDAR系统和其它移动技术正在不断发展,选择正确的探测器技术显然是最重要的第一步。

  这类通过不断的开发克服缺陷,已常用于各类不同的应用。然而,到目前为止,其饱和问题和上述其他挑战,使它们无法成为远距离扫描的首选

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201807/383444.htm


汽车LiDAR系统智慧之眼——探测器怎么选?

  各种技术对比

  InGaAs(铟镓砷)光电二极管探测器

  这类探测器通常以小尺寸用于数据通信和电信应用,但除了专门的航空航天或军事应用之外,最近才开始应用于系统。该技术不同于传统的InGaAs材料硅基结构。

  由于该类探测器激光系统常常专门针对更高波长的光谱(1550 nm,本文中讨论的其它探测器为905 nm)而设计,因此该技术灵敏度更高,并可实现更高的功率。因此,与大多数其它探测器相比,InGaAs光电二极管能够开发探测距离更远的汽车LiDAR系统。

  然而,即使面对几乎可以忽略地高于正常环境的温度,InGaAs探测器的性能也会显着降低。因此,即使在温和气候下,这类探测器也可能需要专门的外部冷却系统。

  此外,与大量使用的硅基板相比,其基础材料成本更高。而且,用于LiDAR系统的大尺寸InGaAs探测器,其制造将比硅设计复杂得多。到目前为止,还无法实现大规模商业量产。

  最后,由于这项技术对于汽车LiDAR领域来说是一项新技术,当试图围绕InGaAs探测器构建创新的LiDAR系统时,OEM必须为花费更大的精力、时间和成本而做好准备。

  雪崩光电二极管(APD)探测器

  这类硅基光电探测器主要用于工业和军事应用。它们的运行原理是通过允许进入的光子促发电荷雪崩,然后通过其内部放大机制倍增增益。通过吸收优化的结构,它们能够将激光器近80%的905 nm反射光转换成光电流,带来了大辐提高的灵敏度。

  除了突出的灵敏度,APD还具有最小的饱和度、理想的信噪比和高速优势。它们也是市场上成本最低的探测器技术之一。

  APD的一个潜在缺点是它们使用了与普通CMOS制造不兼容的专用双极技术。因此,仅有少数几家供应商可以供货。而且,它们无法与相关的CMOS器件在同一芯片上集成。

  不过,探测器和电子器件的封装,可以由经验丰富的供应商在芯片上彼此靠近的完成。两者都可以在没有任何影响的情况下获得增强,以获得最高性能。例如,专门设计的跨阻抗放大器(TIA)具有定制的增益和带宽,可用于APD探测器阵列的补充(将光电流转换为电压,并调节进入系统的信号以提高增益)。这可以改善器件性能,尤其是在低光照条件下。

  APD采用标准的、高生产率的商业化生产工艺制造,并且已经在广泛的系统中证明了它们的性能。

  重要的是,当以适当的方式运行时,它们结合了有目共睹的性能和极具吸引力的成本优势。目前,APD是汽车远距离LiDAR系统的首选探测器,是几款现有最复杂自动驾驶系统的关键组件。


汽车LiDAR系统智慧之眼——探测器怎么选?

  雪崩光电二极管(APD)探测器



关键词: LiDAR 探测器

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