Wybór kraju/regionu i języka

Optyczne układy sensoryczne korzystają z technologii VCSEL

Technologia VCSEL jest stosowana w licznych czujnikach optycznych i nadaje się do zastosowań oświetleniowych w elektronice użytkowej, przemyśle i motoryzacji.

Czujniki optyczne z laserami VCSEL umożliwiają zaawansowaną detekcję 3D

Wiele zastosowań optycznych w sektorach elektroniki użytkowej, przemysłu i motoryzacji opiera się na zaawansowanych układach sensorycznych 3D. Rozwiązania VCSEL idealnie sprawdzają się jako źródło światła w czujnikach optycznych i w ten sposób umożliwiają nawet skomplikowane rozpoznawanie 3D. Stosowane są różne technologie optycznych układów sensorycznych – na przykład Time of Flight (ToF), światło strukturalne i interferencja samomieszająca (SMI). Te optyczne technologie czujników opierają się na zaawansowanych źródłach światła, takich jak matryce laserowe VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), oświetlające scenę lub obiekt docelowy.

Układy sensoryczne 3D stawiają wysokie wymagania przed laserami VCSEL. Muszą one spełniać rozległe wymagania, takie jak działanie w ultrakrótkich impulsach, niestandardowe oświetlenie (np. wzory kropek), jednorodne skanowanie, konfigurowalne losowe matryce źródeł światła, wąskie spektrum w celu zmniejszenia szumu światła słonecznego, wysoka niezawodność, duże ilości i niski koszt.

Jakie korzyści oferują lasery VCSEL dla optycznych układów sensorycznych?

Najnowocześniejsze rozwiązania w zakresie czujników firmy TRUMPF oparte na technologii VCSEL mają wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi technologiami, takimi jak lasery emitujące krawędzie i diody podczerwieni:

Niski pobór mocy

Minimalny pobór mocy na poziomie kilku miliwatów optymalizuje zużycie baterii w zastosowaniach mobilnych.

Ekstremalnie szybki tryb impulsowy

Krótkie czasy wzrastania i opadania umożliwiają szybką pracę impulsową, co jest kluczowe dla zastosowań ToF.

Prosta integracja

Różne opcje obudów od SMD do TO gwarantują łatwą integrację produktu i dodatkowe funkcje.

Większa funkcjonalność

Dodatkowe funkcje w nowoczesnych VCSEL, takie jak zintegrowane mikrooptyki lub fotodiody do dalszego przetwarzania sygnału, wspierają miniaturyzację i zwiększają funkcjonalność czujników.

Dopasowane rozwiązania

Firma TRUMPF, która od dziesięcioleci jest liderem w dziedzinie technologii, stawia na długotrwałe relacje z klientami i wsparcie zarówno w przypadku produktów standardowych, jak i rozwiązań indywidualnych.

Wyjątkowa niezawodność

Już w przeszłości VCSEL wykazały przełomową poprawę w zakresie funkcjonalności i niezawodności. Osiągają one długą żywotność produktu w szerokim zakresie temperatur.

Gdzie stosowane są optyczne układy sensoryczne?

Układy sensoryczne 3D, czujniki optyczne i czujniki obrazu z wykorzystaniem laserów VCSEL znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach. Przykłady obejmują zabezpieczenia biometryczne 3D nowej generacji, przemysłowe aplikacje pomiarowe i detekcyjne lub jazdę autonomiczną i LiDAR.

Optyczny układ sensoryczny dla przemysłu

Zastosowania czujników przemysłowych sięgają od pomiaru tlenu po przemysłowe enkodery optyczne i zegary atomowe. Inne przykłady to pomiary prędkości, odległości, głębokości i bliskości. Technologia VCSEL oferuje zarówno niezawodne, jak i wysoko wydajne rozwiązania czujników do zastosowań przemysłowych.

Więcej informacji

Konsumencki układ sensoryczny 3D

Producenci elektroniki użytkowej są ważnymi użytkownikami zastosowań czujników 3D. Tutaj czujniki i ich możliwości optyczne są wykorzystywane np. do rozpoznawania i skanowania twarzy. VCSELs oferują potężne możliwości oświetleniowe, wspierające zaawansowane technologie czujników optycznych.

Więcej informacji

Układ sensoryczny 3D dla branży motoryzacyjnej

W sektorze motoryzacyjnym liczba nowych zastosowań dla technologii czujników 3D nowej generacji stale rośnie. Należą do nich pojazdy autonomiczne z możliwością samodzielnej jazdy, takie jak LiDAR, systemy monitorowania kierowcy i pasażerów oraz systemy kontroli kierowcy.

Więcej informacji

Jak działa optyczny układ sensoryczny?

Podczas wykrywania obiektów różne technologie detekcji optycznej, takie jak czas przelotu, światło strukturalne i interferencja samomieszająca, są łączone z czujnikami 3D, czyli czujnikami optycznymi z funkcjami 3D. Technologie te opierają się na zaawansowanym źródle światła do oświetlania docelowej sceny lub obiektu. Lasery VCSEL są predestynowane do tego zadania i znajdują zastosowanie w ważnych zastosowaniach optycznych w fotonice przy projektowaniu nowoczesnej elektroniki.

Różne technologie czujników optycznych

Time of Flight (ToF)

Direct ToF dla czujników odległości

Direct Time of Flight (dToF) opiera się na aktywnym systemie oświetleniowym. Najpierw dioda VCSEL emituje światło lasera (fotony) w kierunku celu. Światło jest częściowo odbijane przez cel, a czujnik optyczny (czujnik ToF) określa czas dotarcia światła (fotonów). Wartość dToF jest przeliczana na odległość poprzez obliczenie czasu podróży fotonu/2 x prędkość światła. Rozdzielczość wynosi 1 mm.

Indirect ToF dla głębokościomierzy suwmiarkowych

W przypadku Indirect Time of Flight (iToF) opóźnienie czasowe pojedynczego impulsu świetlnego nie jest mierzone, ale laser VCSEL w sposób ciągły emituje zmodulowane światło, a przesunięcie fazowe między tym emitowanym światłem a światłem odbitym jest wykorzystywane do obliczania odległości (pośrednio, ponieważ nie jest oparte na opóźnieniu, a na przesunięciu fazowym między sygnałami wychodzącymi i przychodzącymi). Jest to tzw. modulacja CW (Continuous Wave), znana również jako przesunięcie fazowe CW lub iToF.

Ustrukturyzowane światło

Wzór kropek jest rzutowany na powierzchnię. Światło lasera VCSEL oświetla w ten sposób docelową scenę i umożliwia czujnikowi wykrycie obserwowanego zniekształcenia i przetworzenie go na informację o trzecim wymiarze oświetlanego obiektu. Pozwala to osiągnąć niezwykle wysoką dokładność wymaganą dla czujnika wspierającego zastosowania optyczne, takie jak rozpoznawanie twarzy.

Samomieszająca się interferencja (SMI)

Pojedynczy punkt świetlny jest rzutowany na obiekt przez VCSEL. Obiekt rozprasza światło z powrotem do lasera i interferuje w zależności od fazy. Moc lasera jest modulowana przez sprzężenie zwrotne obiektu. Moc modulowanego lasera jest mierzona przez zintegrowaną fotodiodę. Modulowany prąd lasera może być wykorzystany do jednoczesnego pomiaru odległości i prędkości.

ViP lub VCSEL ze zintegrowaną fotodiodą jest kluczowym instrumentem dla technologii SMI.

Let's connect!

Chcesz przenieść swoje optyczne układy sensoryczne na wyższy poziom? Jak? Zapytaj nas!

Zapytanie ofertowe

Te tematy również mogą Państwa zainteresować

Single Mode VCSEL

Dzięki ulepszonym właściwościom optycznym lasery VCSEL 850 nm Single-Mode są doskonałym wyborem w przypadku wymagających zastosowań w czujnikach. Warto poznać zalety i informacje dotyczące profilu strumienia, charakterystyki LIVT oraz spektrum.

Wielomodowe VCSEL z kontrolą polaryzacji

Wielomodowy laser VCSEL

Wielomodowy laser VCSEL 940 nm to źródło podczerwieni do zastosowań konsumenckich. Przegląd umożliwia poznanie konkretnych obszarów zastosowania ze względu na kompaktowe wymiary i poziom mocy diody laserowej.

Obraz technologiczny zintegrowanych rozwiązań VCSEL

Zintegrowane rozwiązania VCSEL

Moduły VCSEL i czujniki firmy TRUMPF wyróżniają się uniwersalnym zakresem zastosowań zarówno w obszarze profesjonalnym, jak i konsumenckim.

Kontakt

Industry management TRUMPF Photonic Components

E-mail

Serwis i kontakt