Lands-/region- och språkval

Optiska sensorsystem kan dra nytta av VCSEL-teknologi

VCSEL-teknologierna används i mängder av optiska sensorer och är lämpliga för belysningstillämpningar i hemelektronik, industrin och fordonsbranschen.

Optiska sensorer med VCSEL-laser kan användas för modern 3D-detektering

Många optiska tillämpningar i hemelektronik, industri och fordonsbranschen är baserade på avancerade 3D-sensorsystem. VCSEL-lösningar är perfekta som ljuskällor i optiska sensorer och möjliggör på så sätt till och med komplicerad 3D-detektering. Här används olika optiska sensorteknologier – t.ex. Time-of-Flight (ToF), strukturerat ljus och självblandningsinterferens (SMI). De här optiska sensorteknologierna är baserade på moderna ljuskällor som t.ex. laserbaserad VCSEL-Arrays (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) för att lysa upp en scen eller ett objekt. 

3D-sensorsystem ställer högra krav på VCSEL-laser. De måste uppfylla omfångsrika villkor som t.ex. ultrakort pulsdrift, kundspecifik belysning (t.ex. punktmönster), homogen avkänning, konfigurerbar slumpljuskällearray, smala spektrum för reducering av solljusbrus, hög tillförlitlighet, stora volymer och låga kostnader.

Vilka fördelar har VCSEL-laser för optiska sensorsystem?

Toppmoderna, VCSEL-baserade sensorlösningar från TRUMPF har en lång rad fördelar jämfört med traditionella teknologier som t.ex. kantemitterande laser och infraröda lysdioder:

Låg effektförbrukning

Den minimala effektförbrukningen på några få milliwatt optimerar batteriförbrukningen i mobila tillämpningar.

Extremt snabb pulsdrift

Låga öknings- och sänkningstider ger en snabb pulsdrift som är avgörande för ToF-tillämpningar.

Enkel integrering

Olika husalternativ från SMD- till TO-hus säkerställer en enkel produktintegration och ytterligare funktioner.

Förbättrad funktion

Extra funktioner i moderna VCSEL, som integrerad mikrooptik eller fotodioder för ytterligare signalbearbetning underlättar miniatyrisering och förbättrar sensorfunktionen.

Skräddarsydda lösningar

Med decennielångt teknologiledarskap arbetar TRUMPF med långfristiga kundrelationer och support både för standardprodukter och kundspecifika lösningar.

Ytterst tillförlitligt

VCSEL har redan medfört banbrytande förbättringar i fråga om funktion och tillförlitlighet. De har en lång livslängd i ett stort temperaturområde.

Hur används optiska sensorsystem?

3D-sensorik, optiska sensorer och bildsensorer med VCSEL-laser används i många tillämpningar. Några exempel är nästa generation av biometrisk 3D-säkerhet, industriella mät- och detekteringstillämpningar eller autonom körning och LiDAR.

Optiska sensorsystem för industrin

Industriella sensortillämpningar sträcker sig från syremätning till industriella optiska kodare och atomur. Ytterligare exempel är hastighets-, avstånds- och djupmätning samt approximationsmätning. VCSEL-teknologier erbjuder både tillförlitliga och kraftiga sensorlösningnar för industriella tillämpningar.

3D-sensorsystem för konsumenter

Tillverkare av hemelektronik är viktiga användare av 3D-sensortillämpningar. Här används sensorer och deras optiska egenskaper t.ex. för detektering och avkänning av ansikten. VCSEL erbjuder effektiva belysningsalternativ för att stödja moderna, optiska sensorteknologier.

3D-sensorsystem för fordonsindustrin

I fordonssektorn tilltar antalet nya tillämpningar för nästa generations 3D-sensorsystem hela tiden. Detta omfattar autonoma fordon som kan köra själva som t.ex. LiDAR, förar- och passagerarövervakning samt förarkontrollsystem.

Hur fungerar optiska sensorsystem?

Vid detektering av objekt används olika optiska detekteringstekniker som ljuslöptid, strukturerat ljus och självblandningsinterferens med 3D-sensorer i kombination, d.v.s. optiska sensorer med 3D-funktioner. Teknologierna är baserade på moderna ljuskällor för att belysa en scen eller ett objekt. VCSEL-laser är perfekt för den här uppgiften och används i viktiga optiska tillämpningar inom fotonik för modern elektronikdesign.

Olika optiska sensorteknologier

Time of Flight (ToF)

Direct ToF för distanssensorik

Direct Time of Flight (dToF) är baserat på ett aktivt belysningssystem. Först skickar en VCSEL-diod laserljus (fotoner) mot ett mål. Ljuset reflekteras delvis av det här målet och en optisk sensor (ToF-sensor) kontrollerar tidpunkten när ljuset (fotoner) kommer fram. dToF-värdet räknas om till ett avstånd genom att fotonlöptiden/2 x ljusets hastighet. Upplösningen är 1 mm.

Indirect ToF för djupmätning 

Vid Indirect Time of Flight (iToF) mäts inte tidsfördröjningen för enstaka ljuspulser utan en VCSEL-laser skickar istället kontinuerligt ut modulerat ljus och fasförskjutningen mellan detta utskickade ljus och det reflekterade ljuset används för att beräkna avståndet (indirekt, eftersom beräkningen inte är baserad på fördröjningen utan på fasförskjutningen mellan utgående och ingående signaler). Detta kallas Continuous Wave (CW) Modulation, även kallt CW-fasförskjutning eller iToF.

Strukturerat ljus

Ett punktmönster projiceras på en yta. VCSEL-laserljuset lyser på detta sätt upp en scen så att en sensor kan registrera den observerade distorsionen och omvandla den till information om det belysta objektets tredje dimension. På så sätt uppnås en extremt hög noggrannhet som krävs för en sensor som stödjer optiska tillämpningar som t.ex. ansiktsidentifiering. 

Självblandningsinterferens (SMI)

En enstaka ljuspunkt projiceras av en VCSEL på ett objekt. Objektet reflekterar tillbaka ljuset till lasern och interfererar beroende på fas. Lasereffekten moduleras genom objektets återkoppling. Den modulerade lasereffekten mäts av den integrerade fotodioden. En modulerad laserström kan användas för simultan avstånds- och hastighetsmätning.

En ViP eller VCSEL med integrerad fotodiod är ett centralt instrument för SMI-teknologin.

Let's connect!

Är du redo för att ta dina optiska sensorsystem till nästa nivå? Hur? Fråga oss! 

Be om rådgivning

Detta kan också vara intressant för dig

viewport test images /w Retina support
Single-mode VCSEL

850 nm single-mode VCSEL är på grund av de förbättrade optiska egenskaperna det perfekta valet för krävande sensorsystemtillämpningar. Ta reda på dina fördelar och bakgrundsinformation om strålprofilen, LIVT-karakteristiken samt spektrumet.

viewport test images /w Retina support
Multi-mode-VCSEL

940 nm multi-mode VCSEL är en infraröd ljuskälla för mobila konsument-applikationer. Få en översikt över vilka användningsområden som är möjliga tack vare de kompakta måtten samt laserdiodens effektklass.

Teknologibild integrerade VCSEL-lösningar
Integrerade VCSEL-lösningar

TRUMPF VCSEL moduler och sensorer karaktäriseras av ett universellt användningsområde inom många applikationer både professionellt och på konsumentområdet.

Kontakt
Industry management TRUMPF Photonic Components
E-post
Service och kontakt