Componenti per la misura di distanza

Hamamatsu Photonics, che sviluppa e produce da oltre vent’anni componenti per Lidar, propone alcune nuove soluzioni che soddisfano importanti necessità: misurare distanze sempre più elevate, avere tempi di risposta più rapidi e dispositivi miniaturizzati

Grazie alle recenti innovazioni tecnologiche nella realizzazione di dispositivi per la misura di distanza, è stato possibile il rilascio di sofisticati strumenti di misura in ambito industriale, e in particolare in quello automobilistico. Tra i metodi di misura più utilizzati, il Lidar (Light Detection And Ranging) è riconosciuto come uno dei più performanti dal punto di vista della risoluzione spaziale e della velocità della risposta temporale. Queste caratteristiche consentono di ricostruire in 3D l’ambiente che ci circonda in modo dinamico e puntuale, come richiesto in applicazioni quali l’assistenza alla guida di autoveicoli (ADAS – Advanced Driver Assistance Systems) e nei veicoli a guida autonoma (AGV – Automated Guided Vehicle). Il funzionamento del Lidar è basato sulla misura del tempo t necessario a un impulso laser a percorre il viaggio di andata e ritorno tra la sorgente e il bersaglio selezionato (Time Of Flight o TOF).

Hybrid Sensors.
Hybrid Sensors.

Misure fino a oltre 250 metri

Hamamatsu Photonics sviluppa e produce da oltre venti anni componenti per Lidar. Il portfolio prodotti include sia sorgenti quali diodi laser impulsati che fotosensori ad alta sensibilità utilizzabili per il rilevamento a corto, medio e lungo raggio mediante sia tecniche rotazionali, che a scansione oppure Flash. Tra le famiglie di fotosensori possiamo menzionare fotodiodi PIN al Silicio, APD al Silicio, SiPM ed InGaAs APD. Tali componenti sono disponibili come elemento singolo o come array, oppure con amplificatori di trans-impedenza integrati.
La necessità di misurare distanze sempre più elevate, di avere tempi di risposta sempre più rapidi e di miniaturizzare questi dispositivi ha portato Hamamatsu a ricercare soluzioni innovative, sviluppando nuovi prodotti che rispettassero queste richieste del mercato. Grazie all’integrazione di questi componenti si possono realizzare strumenti capaci di effettuare misure di distanza da pochi metri a oltre 250 m, e permettendo risoluzioni di qualche centimetro.

Dai sensori ibridi ai diodi laser impulsati

Vediamo nel dettaglio alcuni dei prodotti più recenti offerti da Hamamatsu: sensori MPPC (Multi Pixel Photon Counting) della serie S13720 che offrono una miglior efficienza spettrale nel NIR, un guadagno di 106 e tempi di risposta dell’ordine delle centinaia di picosecondi; sensori ibridi a singolo canale o multielemento (16 canali) che, integrando nello stesso package sia la parte attiva che il front-end, migliorano la risposta in frequenza e la figura di rumore del componente; InGaAs APD G14858-0020AA con rumore di buio ridotto (20 nA), bassa capacità e alta velocità (0.9 GHz); diodi laser impulsati della serie L11854 con emissione a 905 nm, e che possono raggiungere potenze di picco superiori a i 100 W con un duty ratio dello 0.1%; i MEMS Micromirror, disponibili sia in versione 1D che 2D, in grado di indirizzare il fascio laser nello spazio con frequenze dell’ordine del KHz e con deflessioni dell’ordine dei 30°.