Éclairage laser - sûr et efficace

Profil d'intensité homogène dans l'espace angulaire avec une forte courbure de flanc. Cela permet d'obtenir une haute efficacité pour utiliser de manière optimale chaque photon généré et éviter la radiation dispersée. (Source de l'image : LIMO)

Nouvelle technologie de diffuseur LIMO : Les deux diffuseurs créent chacun une ligne verticale ou horizontale. Par superposition des deux surfaces fonctionnelles, la lumière laser est façonnée en un champ rectangulaire avec une pente de transition élevée et une taille personnalisée, par exemple 120 degrés x 25 degrés. (Source de l'image : LIMO)

Les capteurs LiDAR sont rapidement devenus une technologie clé pour les processus automatisés et, en particulier, pour la conduite autonome entièrement automatisée. Afin de pouvoir détecter avec une haute précision les distances de l’environnement statique et dynamique des véhicules, le faisceau laser doit être façonné en un champ lumineux avec un champ de vision défini. Le nouveau diffuseur grand angle de LIMO atteint, grâce à sa formation de faisceau sans points chauds, une puissance constante même à des températures de fonctionnement extrêmes et permet, grâce à son grand champ d’éclairage, une vue à 360 degrés pour une conduite sûre, couvrant complètement l’environnement avec seulement quatre systèmes LiDAR.

Le développement d’un système LiDAR de haute technologie nécessite plus que la simple sélection soigneuse d’une source laser appropriée et d’un détecteur compatible. Les composants les plus critiques sont les optiques, qui façonnent la lumière laser dans la bonne direction. De plus, un fonctionnement sûr et fiable du système LiDAR n’est possible que si le risque de blessure par les photons laser est éliminé, ce qui nécessite une propagation du faisceau sans points chauds.

Pour cela, une distribution d’intensité constante du rayonnement laser est nécessaire, même à des températures ambiantes élevées. L’utilisation de composants optiques diffractifs dispersifs (DOE) est actuellement adaptée uniquement pour de petits angles et des conditions ambiantes modérées. De plus, les optiques présentent généralement une distribution d’intensité qui diminue à plat vers le bord.

Angle d’éclairage de plus de 100 degrés

Dans la technologie du diffuseur LIMO, une approche différente est utilisée : comme pour une optique d’homogénéisation, LIMO conçoit des éléments optiques réfractifs en verre, capables de disperser la lumière laser dans une direction jusqu’à un angle d’éclairage complet de quelques mrad à plus de 100 degrés. Combinée avec une seconde surface fonctionnelle, la lumière peut également être façonnée dans l’autre direction à n’importe quel angle, afin d’obtenir un champ rectangulaire avec une pente de transition élevée et une taille personnalisée, par exemple 120 degrés x 25 degrés.

« Nous pouvons éclairer précisément et uniformément la zone cible grâce aux différents angles, et une structure de surface définie pour l’application client garantit une distribution d’intensité constante pour chaque utilisation », explique le Dr Daniel Braam, responsable de la ligne de produits Optics chez LIMO. « Cela est avantageux pour la suppression du bruit et augmente le rapport signal/bruit, ce qui améliore la portée des capteurs LiDAR. Grâce à l’angle d’éclairage étendu du nouveau diffuseur de plus de 100 degrés, une voiture autonome n’a besoin que de quatre systèmes LiDAR pour couvrir tout son environnement spatial. »

Les diffuseurs LIMO peuvent être combinés avec tous types de sources laser à faible ou haute puissance, même dans la plage 1,4 < M² < 15, c’est-à-dire dans une gamme où le faisceau laser est difficile à homogénéiser.

Grandes quantités grâce à la technologie wafer

Les diffuseurs peuvent, tout comme d’autres micro-optique de LIMO, être fabriqués selon un procédé innovant et hautement productif basé sur des wafers. LIMO produit des optiques laser de haute qualité en verre sur des wafers jusqu’à 300 mm x 300 mm, ce qui permet de réduire durablement les coûts de production en série, sans compromis sur la qualité. Étant donné que les systèmes LiDAR et les capteurs 3D constituent une composante particulièrement critique pour la sécurité dans la conduite autonome et que de grandes quantités sont nécessaires pour cette application, la qualité et la structure des coûts des optiques sont des facteurs déterminants pour le succès de cette technologie.