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डायरेक्ट टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (DTOF) तकनीक प्रकाश के उड़ान समय को ठीक से मापने के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण है, जो समय सहसंबंधित एकल फोटॉन काउंटिंग (TCSPC) विधि का उपयोग करती है। यह तकनीक विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अभिन्न अंग है, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में निकटता संवेदन से लेकर मोटर वाहन अनुप्रयोगों में उन्नत LiDAR सिस्टम तक। इसके मूल में, DTOF सिस्टम में कई प्रमुख घटक होते हैं, प्रत्येक सटीक दूरी माप सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

DTOF सिस्टम के मुख्य घटक
लेजर चालक और लेजर
लेजर ड्राइवर, ट्रांसमीटर सर्किट का एक महत्वपूर्ण हिस्सा, MOSFET स्विचिंग के माध्यम से लेजर के उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए डिजिटल पल्स सिग्नल उत्पन्न करता है। लेजर, विशेष रूप सेऊर्ध्वाधर गुहा की सतह का उत्सर्जन लेज़रों(Vcsels), उनके संकीर्ण स्पेक्ट्रम, उच्च ऊर्जा तीव्रता, तेजी से मॉड्यूलेशन क्षमताओं और एकीकरण में आसानी के लिए इष्ट हैं। आवेदन के आधार पर, सौर स्पेक्ट्रम अवशोषण चोटियों और सेंसर क्वांटम दक्षता के बीच संतुलन के लिए 850nm या 940nm की तरंग दैर्ध्य का चयन किया जाता है।
प्रकाशिकी को प्रसारित करना और प्राप्त करना
संचारण पक्ष पर, एक साधारण ऑप्टिकल लेंस या कोलिमेटिंग लेंस और डिफ्रेक्टिव ऑप्टिकल तत्वों (डीओएस) का संयोजन देखने के वांछित क्षेत्र में लेजर बीम को निर्देशित करता है। प्राप्त करने वाले प्रकाशिकी, देखने के लक्ष्य क्षेत्र के भीतर प्रकाश को इकट्ठा करने के उद्देश्य से, कम एफ-नंबरों और उच्च सापेक्ष रोशनी के साथ लेंस से लाभान्वित होते हैं, जो कि संकीर्ण प्रकाश के हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए संकीर्ण फिल्टर के साथ होता है।
स्पैड और एसआईपीएम सेंसर
सिंगल-फोटॉन हिमस्खलन डायोड (SPAD) और सिलिकॉन फोटोमुल्टिप्लायर्स (SIPM) DTOF सिस्टम में प्राथमिक सेंसर हैं। स्पैड्स को एकल फोटॉनों का जवाब देने की उनकी क्षमता से प्रतिष्ठित किया जाता है, केवल एक फोटॉन के साथ एक मजबूत हिमस्खलन वर्तमान को ट्रिगर किया जाता है, जिससे वे उच्च-सटीक माप के लिए आदर्श बन जाते हैं। हालांकि, पारंपरिक सीएमओएस सेंसर की तुलना में उनका बड़ा पिक्सेल आकार डीटीओएफ सिस्टम के स्थानिक रिज़ॉल्यूशन को सीमित करता है।


समय-से-डिजिटल कनवर्टर (TDC)
TDC सर्किट समय के साथ प्रतिनिधित्व किए गए डिजिटल संकेतों में एनालॉग सिग्नल का अनुवाद करता है, सटीक क्षण को कैप्चर करता है प्रत्येक फोटॉन पल्स रिकॉर्ड किया जाता है। यह सटीकता दर्ज की गई दालों के हिस्टोग्राम के आधार पर लक्ष्य वस्तु की स्थिति का निर्धारण करने के लिए महत्वपूर्ण है।
DTOF प्रदर्शन मापदंडों की खोज
पता लगाने की सीमा और सटीकता
एक DTOF सिस्टम की पहचान सीमा सैद्धांतिक रूप से फैली हुई है जहां तक इसकी हल्की दालों की यात्रा कर सकती है और सेंसर को वापस परिलक्षित किया जा सकता है, जो शोर से अलग -अलग पहचाना जाता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, फोकस अक्सर 5 मीटर रेंज के भीतर होता है, VCSel का उपयोग करता है, जबकि ऑटोमोटिव एप्लिकेशन को 100 मीटर या उससे अधिक की डिटेक्शन रेंज की आवश्यकता हो सकती है, ईल या जैसे विभिन्न तकनीकों की आवश्यकता होती है।फाइबर लेजर.
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अधिकतम अस्पष्ट सीमा
अस्पष्टता के बिना अधिकतम सीमा उत्सर्जित दालों और लेजर की मॉड्यूलेशन आवृत्ति के बीच अंतराल पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, 1MHz की मॉड्यूलेशन आवृत्ति के साथ, अस्पष्ट रेंज 150 मीटर तक पहुंच सकती है।
परिशुद्धता और त्रुटि
DTOF सिस्टम में सटीकता लेजर की पल्स चौड़ाई द्वारा स्वाभाविक रूप से सीमित है, जबकि लेजर ड्राइवर, SPAD सेंसर प्रतिक्रिया और TDC सर्किट सटीकता सहित घटकों में विभिन्न अनिश्चितताओं से त्रुटियां उत्पन्न हो सकती हैं। एक संदर्भ स्पैड को नियोजित करने जैसी रणनीतियाँ समय और दूरी के लिए आधार रेखा स्थापित करके इन त्रुटियों को कम करने में मदद कर सकती हैं।
शोर और हस्तक्षेप प्रतिरोध
DTOF सिस्टम को पृष्ठभूमि के शोर के साथ, विशेष रूप से मजबूत प्रकाश वातावरण में संघर्ष करना चाहिए। अलग -अलग क्षीणन स्तरों के साथ कई स्पैड पिक्सेल का उपयोग करने जैसी तकनीक इस चुनौती को प्रबंधित करने में मदद कर सकती है। इसके अतिरिक्त, DTOF की क्षमता प्रत्यक्ष और मल्टीपैथ प्रतिबिंबों के बीच अंतर करने की क्षमता हस्तक्षेप के खिलाफ इसकी मजबूती को बढ़ाती है।
स्थानिक संकल्प और बिजली की खपत
स्पैड सेंसर प्रौद्योगिकी में प्रगति, जैसे कि फ्रंट-साइड रोशनी (एफएसआई) से बैक-साइड रोशनी (बीएसआई) प्रक्रियाओं से संक्रमण, फोटॉन अवशोषण दर और सेंसर दक्षता में काफी सुधार हुआ है। यह प्रगति, DTOF सिस्टम की स्पंदित प्रकृति के साथ मिलकर, ITOF जैसे निरंतर तरंग प्रणालियों की तुलना में कम बिजली की खपत में परिणाम होती है।
DTOF प्रौद्योगिकी का भविष्य
DTOF प्रौद्योगिकी से जुड़ी उच्च तकनीकी बाधाओं और लागतों के बावजूद, सटीकता, सीमा और बिजली दक्षता में इसके फायदे इसे विविध क्षेत्रों में भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार बनाते हैं। जैसा कि सेंसर प्रौद्योगिकी और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन विकसित करना जारी है, डीटीओएफ सिस्टम व्यापक गोद लेने के लिए तैयार हैं, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव सुरक्षा और उससे आगे के नवाचारों को ड्राइविंग करते हैं।
- वेब पेज से02.02 tof 系统 第二章 dtof 系统-超光 超光 FASTER THON LIGHT
- लेखक द्वारा: चाओ गुआंग
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पोस्ट टाइम: MAR-07-2024