Iluminación láser - segura y eficiente

Perfil de intensidad homogéneo en el espacio angular con una alta calidad de borde. Esto resulta en una alta eficiencia para aprovechar de manera útil cada fotón generado y evitar la radiación dispersa. (Fuente de la imagen: LIMO)

Nueva tecnología de difusores LIMO: Los dos difusores generan cada uno una línea vertical o una línea horizontal. Al superponer las dos superficies funcionales, la luz láser se moldea en un campo rectangular con una pendiente de borde pronunciada y un tamaño personalizado, por ejemplo, 120 grados x 25 grados. (Fuente de la imagen: LIMO)

Los sensores LiDAR se han convertido en una tecnología clave en un corto período de tiempo para procesos automatizados y, en particular, para la conducción autónoma totalmente automatizada. Para poder captar con alta precisión las distancias del entorno estático y dinámico de los vehículos, el haz láser debe formar un campo de luz con un campo de visión definido. El nuevo difusor de gran angular de LIMO logra, mediante su formación de haz sin puntos calientes, una potencia constante incluso en temperaturas de operación extremas y permite, gracias a su amplio campo de iluminación, una vista panorámica de 360 grados para una conducción segura, cubriendo completamente con solo cuatro sistemas LiDAR.

El desarrollo de un sistema LiDAR de alta tecnología requiere más que la cuidadosa selección de una fuente láser adecuada y un detector compatible. Los componentes más críticos son las ópticas, que dan forma a la luz láser en la dirección correcta. Además, un funcionamiento seguro y confiable del sistema LiDAR solo es posible si se elimina el riesgo de lesiones por los fotones láser, lo cual requiere una dispersión del haz sin puntos calientes.

Para ello, es necesaria una distribución de intensidad constante de la radiación láser incluso a altas temperaturas ambientales. Hasta ahora, el uso de componentes ópticos difractivos dispersantes (DOE) es adecuado solo para ángulos pequeños y condiciones ambientales moderadas. Además, las ópticas suelen tener una distribución de intensidad que disminuye de manera plana hacia el borde.

Ángulo de iluminación de más de 100 grados

En la tecnología de difusores de LIMO se utiliza un enfoque diferente: similar a una óptica de homogeneización, LIMO construye elementos ópticos refractivos de vidrio que pueden dispersar la luz láser en una dirección hasta un ángulo de iluminación completo de unos pocos milirradianes hasta más de 100 grados. Combinado con una segunda superficie funcional, la luz también puede ser formada en la otra dirección en cualquier ángulo, para obtener un campo rectangular con una pendiente de borde alta y un tamaño personalizado, por ejemplo, 120 grados x 25 grados.

"Podemos iluminar con precisión y de manera uniforme el área objetivo mediante diferentes ángulos, y una estructura superficial definida para la aplicación del cliente garantiza una distribución de intensidad constante en cada aplicación", explica el Dr. Daniel Braam, Gerente de Línea de Producto de Óptica en LIMO. "Esto es ventajoso para la supresión de ruido y aumenta la relación señal-ruido, lo que incrementa el alcance de los sensores LiDAR. Gracias al amplio ángulo de iluminación del nuevo difusor, de más de 100 grados, un coche autónomo solo necesita estar equipado con cuatro sistemas LiDAR para captar todo el entorno espacial."

Los difusores de LIMO pueden combinarse con todo tipo de fuentes láser de baja y alta potencia, incluso en el rango de 1,4 < M² < 15, es decir, en un rango en el que la homogeneización del haz láser es difícil.

Grandes volúmenes de producción mediante tecnología de obleas

Los difusores, al igual que otras microópticas de LIMO, pueden fabricarse mediante un proceso novedoso y altamente productivo basado en obleas. LIMO produce ópticas láser de alta calidad de vidrio en obleas de hasta 300 mm x 300 mm, lo que permite reducir de manera sostenible los costos de producción en series grandes sin comprometer la calidad. Dado que los sistemas LiDAR y los sensores 3D representan componentes especialmente relevantes para la seguridad en la conducción autónoma y que se necesitan grandes volúmenes de producción para esta aplicación, la calidad y la estructura de costos de las ópticas son factores relevantes para el avance de esta tecnología.