Lézeres világítás - biztonságos és hatékony

Homogén intenzitásprofil a szögterületen magas oldalirányú nyereséggel. Ezáltal magas hatékonyság érhető el, hogy minden keletkező fotont értelmesen hasznosítani lehessen és elkerüljük a szórt sugárzást. (Kép forrása: LIMO)

Új LIMO-diffúzor-technológia: A két diffúzor egy-egy függőleges, illetve vízszintes vonalat hoz létre. A két funkciófelület átfedése révén a lézerfény egy magas élélességű téglalap alakú mezőt formál, melynek mérete például 120 fok x 25 fok lehet. (Kép forrása: LIMO)

A LiDAR-szenzorok a lehető legrövidebb idő alatt váltak a szabványos technológiává az automatizált folyamatokban, különösen a teljesen automata vezetéshez. Annak érdekében, hogy a járművek statikus és dinamikus környezetéből származó távolságokat magas pontossággal mérjük, a lézersugarat egy meghatározott látómezővel rendelkező fénymezőbe kell formálni. A LIMO új széles látószögű diffúzora a hot spot-mentes sugárformálás révén állandó teljesítményt ér el még extrém üzemi hőmérsékleteken is, és a nagy megvilágítási mező segítségével lehetővé teszi a 360 fokos körkép kialakítását, így négy LiDAR rendszerrel teljes mértékben lefedhető a biztonságos vezetéshez szükséges környezet.

A korszerű LiDAR-rendszer kifejlesztése több, mint egy megfelelő lézerforrás és kompatibilis detektor gondos kiválasztása. A legkritikusabb alkatrészek az optikák, amelyek a lézersugarat a megfelelő irányba formálják. Emellett a LiDAR rendszer biztonságos és megbízható működése csak akkor biztosítható, ha a lézer fotonok által okozott sérülésveszély megszüntetésre kerül, ami a sugárterjedés hot spot-mentes kialakítását teszi szükségessé.

Ennek érdekében a lézersugárzás intenzitáseloszlásának állandónak kell lennie még magas környezeti hőmérsékletek esetén is. A diffraktív szóró optikai komponensek (DOE) alkalmazása eddig csak kis szögek és mérsékelt környezeti feltételek mellett volt lehetséges. Ráadásul az optikák általában a széléhez közel laposan csökkenő intenzitáseloszlással rendelkeznek.

120 foknál nagyobb megvilágítási szög

A LIMO-diffúzor technológiában egy más megközelítést alkalmaznak: hasonlóan a homogenizáló optikákhoz, a LIMO refraktív optikai elemeket készít üvegből, amelyek a lézersugarat akár teljes megvilágítási szögig, néhány mrad-tól több mint 100 fokig szórják. Egy második funkciós felülettel kombinálva a fényt a másik irányban is bármilyen szögben lehet formálni, így egy magas élélességű, téglalap alakú mezőt lehet kialakítani, például 120° x 25°-os méretben.

„A célterületet a különböző szögekkel pontosan és egyenletesen tudjuk megvilágítani, és a vevői alkalmazásnak megfelelő felületi struktúra biztosítja az intenzitáseloszlás állandóságát” – magyarázza Dr. Daniel Braam, a LIMO Optika termékmenedzsere. „Ez előnyös a zajcsökkentésben és növeli a jel-zaj arányt, ezáltal a LiDAR-szenzorok hatótávolságát. A több mint 100 fokos megvilágítási szögű új diffúzor nagyobb környezeti látóteret tesz lehetővé, így egy önvezető autó csak négy LiDAR rendszerrel kell, hogy felszerelve legyen a teljes környező térség érzékeléséhez.”

A LIMO-diffúzorok minden típusú alacsony és magas teljesítményű lézerforrással kombinálhatók, beleértve az 1,4 < M² < 15 tartományt is, ahol a lézersugár nehezen homogenizálható.

Nagy darabszámú gyártás wafer-technológiával

A diffúzorokat, akárcsak más mikrooptikákat, a LIMO egy újszerű és magas termelékenységű wafer-alapú gyártási eljárásban készíti. A LIMO kiváló minőségű üveg lézeroptikákat gyárt 300 mm x 300 mm-es wafer-eken, így hosszú távon csökkenteni tudja a gyártási költségeket anélkül, hogy a minőségben kompromisszumot kellene kötni. Mivel a LiDAR-rendszerek és a 3D szenzorok különösen biztonságkritikus komponensek az önvezető közlekedésben, és nagy darabszámokra van szükség ezekhez az alkalmazásokhoz, az optikák minősége és költségstruktúrája kulcsfontosságú tényezők a technológia áttörésében.