Analyse des technologies clés du lidar

- Apr 22, 2019-

Technologie de balayage de l'espace

La méthode de balayage spatial de lidar peut être divisée en système sans balayage et en système de balayage. Le système de balayage peut choisir un balayage mécanique, un balayage électrique et un balayage optique binaire. Le système d'imagerie sans balayage utilise plusieurs détecteurs, qui ont une longue distance de travail. Le système de détection est différent de celui de l'unité de numérisation. Cela peut réduire le volume et le poids de l'équipement. Cependant, il est difficile d’obtenir plusieurs capteurs, en particulier le détecteur de réseau local de notre pays. Par conséquent, le corps de balayage est principalement utilisé dans le lidar domestique.


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Le balayage mécanique peut effectuer un balayage de grand champ de vision, mais peut également atteindre un taux de balayage élevé. Différentes structures mécaniques peuvent obtenir différents motifs de balayage, ce qui est l’un des procédés de balayage les plus largement utilisés à l’heure actuelle. Le scanner acousto-optique utilise un cristal acousto-optique pour dévier la lumière incidente afin de réaliser un balayage, la vitesse de balayage peut être très élevée, la précision de déflexion du balayage peut atteindre le niveau de mesure du micro-arc. Cependant, l'angle de balayage du scanner acousto-optique est très petit, la qualité du faisceau est médiocre et la consommation d'énergie est importante. Le cristal acousto-optique doit être refroidi. La quantité d'équipement sera augmentée dans les applications d'ingénierie pratiques.

L'optique binaire est une nouvelle et importante branche de la technologie optique. C'est l'une des disciplines pionnières dans le domaine de l'optique, basée sur la théorie de la diffraction, la conception assistée par ordinateur et la technologie de traitement de précision. Le scanner intelligent à matrice Microlens peut être fabriqué par une optique binaire. Généralement, le scanner consiste en une paire de matrices de microlentilles distantes de quelques microns seulement. Un groupe est une lentille positive, l'autre est une lentille négative. La lumière collimatée commence à se focaliser après avoir traversé la lentille positive, puis se transforme en lumière collimatée après avoir traversé la lentille négative. Lorsque les réseaux de lentilles positifs et négatifs se déplacent relativement latéralement, la direction de la lumière collimatée sera déviée. Plus le réseau de lentilles est petit, plus le mouvement relatif requis pour obtenir la même déviation est faible. Par conséquent, la vitesse de numérisation de ce scanner peut atteindre un niveau élevé. L'inconvénient du scanner optique binaire est que l'angle de balayage est faible (plusieurs degrés) et que la transmittance est faible. A l'heure actuelle, l'application du scanner optique binaire en ingénierie n'est pas assez mature.


Technologie de l'émetteur laser

À l'heure actuelle, le choix de la source de lumière pour l'émetteur lidar comprend les lasers à semi-conducteurs, les lasers à semi-conducteurs pompés par semi-conducteurs et les lasers à gaz.

Les lasers à semi-conducteurs (LD) sont des lasers miniaturisés à jonctions Pn ou Pin, composés de matériaux semi-conducteurs à bande interdite directe. Il existe des dizaines de substances actives pour les lasers à semi-conducteurs. Actuellement, les matériaux semi-conducteurs pour laser sont GaAs, InAs, InSb, Cds, CdTe, PbSe et PbTe. Les modes d'excitation des lasers à semi-conducteurs sont principalement l'injection électrique, le pompage optique et l'excitation par faisceaux d'électrons à haute énergie. La plupart des lasers à semi-conducteurs sont stimulés par électro-injection, c'est-à-dire en ajoutant une tension directe à la jonction Pn pour générer une émission stimulée dans la région du plan de jonction. C'est-à-dire qu'il s'agit d'une diode à polarisation directe. Par conséquent, les lasers à semi-conducteurs sont également appelés pôles de lasers à semi-conducteurs. Depuis la sortie du premier laser à semi-conducteur au monde en 1962, après des décennies de recherche, les lasers à semi-conducteurs ont connu un développement remarquable. Sa longueur d'onde va de l'infrarouge à la lumière bleu-vert, et sa couverture s'est progressivement étendue. Ses paramètres de performance ont été améliorés en permanence. Sa puissance de sortie est passée de plusieurs milliwatts à kilowatts (périphériques multidisques). Dans certaines applications importantes, d'autres lasers couramment utilisés dans le passé ont été progressivement remplacés par des lasers à semi-conducteurs.

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