新型光电二极管技术可用于车载激光雷达测距系统

文中介绍的这种新型雪崩二极管,是一种利用光电效应将光转换为电的元件,根据研究人员的说法,超敏感雪崩光电二极管能够用于高速数据通信,以及自动驾驶汽车上的光线检测和光学雷达测距系统。

  最近,英国卡迪夫大学复合半导体研究所(ICS)的一个研究小组研发出了一种速度超快且超敏感的雪崩光电二极管,相比传统的硅二极管,它的电子噪音更小,有希望成为未来高速数据通信的候选材料。

新型光电二极管技术可用于车载激光雷达测距系统

图为一个雪崩光电二极管,资料图

  据悉,雪崩二极管是一种利用光电效应将光转换为电的元件,根据研究人员的说法,超敏感雪崩光电二极管能够用于高速数据通信,以及自动驾驶汽车上的光线检测和光学雷达测距系统。

  ICS的Diana Huffaker教授说他们研发的雪崩光电二极管具有高敏感度和低噪音的特性,适合制造高性能接收器,用于网络和感知领域。研究员使用分子束外延技术(MBE)将复合半导体晶体“一个个原子”生长出来,因为涉及到四种不同的原子,这种材料的合成极具挑战,需要探究新的分子束外延方法。

  研究员表示,新的雪崩光电二极管可用于绘制高精度地图、地貌学和地震学研究,以及用于自动驾驶汽车这类使用光学雷达或其他3D激光绘图的系统。相比已有的一代,新研制的雪崩二极管具有更高的数据传输速率和距离。

  Diana Huffaker教授表示,不少工业大鳄对其研究成果感兴趣,他们已经在和空客等公司合作,将这一技术应用到未来的光学通信系统。

新型光电二极管技术可用于车载激光雷达测距系统

车载激光雷达探测成像,资料图

  延伸阅读:激光雷达传感器测距的原理

  激光雷达(LiDAR),是一种用于精确获得三维位置信息的传感器,好比人类的眼睛,可以确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材质。它由发射系统、接收系统 、信息处理三部分组成。

  目前,激光雷达测距,可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类。其中车载激光雷达已广泛应用于公路测量,检测,结构分析,危害评估,驾驶视野和安全分析,无人驾驶汽车技术等一系列领域中。

  简单来说,激光雷达测距的技术原理是,汽车自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况,并通过一个详尽的地图(通过有人驾驶汽车采集的地图)对前方的道路进行导航。激光雷达通过发射激光短脉冲来精确扫描车辆周边环境,频率大约数百万次/秒,并可以确定与障碍物之间的距离,最终将车辆周边状况以高清3D图像的形式实时显示出来,给予计算机最初步的判断依据。

  在实际应用中,激光雷达不仅可以单独使用,也能够同微波雷达,可见光电视、红外电视或微光电视等成像设备组合使用,使得系统既能搜索到远距离目标,又能实现对目标的精密跟踪。

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