ממודולי ToF המוקדמים ביותר, דרך לידאר ועד למערכת ה-DMS הנוכחית, כולם משתמשים בפס האינפרא אדום הקרוב:
מודול TOF (850nm/940nm)
LiDAR (905 ננומטר/1550 ננומטר)
DMS/OMS (940 ננומטר)
בו זמנית, החלון האופטי הוא חלק מהנתיב האופטי של הגלאי/מקלט. תפקידו העיקרי הוא להגן על המוצר תוך כדי שידור הלייזר באורך גל ספציפי הנפלט ממקור הלייזר, ואיסוף גלי האור המוחזרים המתאימים דרך החלון.
חלון זה חייב לכלול את הפונקציות הבסיסיות הבאות:
1. נראה ויזואלית שחור כדי לכסות את המכשירים האופטואלקטרוניים שמאחורי החלון;
2. רפלקטיביות פני השטח הכוללת של החלון האופטי נמוכה ולא תגרום להשתקפות ברורה;
3. יש לו העברה טובה עבור פס הלייזר. לדוגמה, עבור גלאי הלייזר הנפוץ ביותר של 905 ננומטר, העברה של החלון בפס ה-905 ננומטר יכולה להגיע ליותר מ-95%.
4. סינון אור מזיק, שיפור יחס אות לרעש של המערכת ושיפור יכולת הגילוי של לידאר.
עם זאת, LiDAR ו-DMS שניהם מוצרים לרכב, כך שהבעיה הפכה לבעיה כיצד מוצרי חלונות יכולים לעמוד בדרישות של אמינות טובה, העברה גבוהה של פס מקור האור ומראה שחור.
01. סיכום פתרונות חלונות הקיימים כיום בשוק
ישנם בעיקר שלושה סוגים:
סוג 1: המצע עשוי מחומר חודר אינפרא אדום
סוג זה של חומר הוא שחור משום שהוא יכול לספוג אור נראה ולהעביר פסי אינפרא אדום קרוב, עם העברה של כ-90% (כגון 905 ננומטר בפס האינפרא אדום הקרוב) והחזרה כוללת של כ-10%.
חומר מסוג זה יכול להשתמש במצעי שרף שקופים במיוחד באינפרא אדום, כגון Bayer Makrolon PC 2405, אך למצע השרף חוזק הדבקה נמוך עם הסרט האופטי, הוא אינו יכול לעמוד בניסויי בדיקה סביבתיים קשים, ואינו יכול להיות מצופה בסרט מוליך שקוף ITO אמין ביותר (המשמש לחשמול והסרת אדים), ולכן מצע מסוג זה בדרך כלל אינו מצופה ומשמש בחלונות של מוצרי מכ"ם שאינם לרכב שאינם דורשים חימום.
ניתן גם לבחור זכוכית SCHOTT RG850 או זכוכית שחורה סינית HWB850, אך עלותה של סוג זה של זכוכית שחורה גבוהה. אם ניקח לדוגמה את זכוכית HWB850, עלותה גדולה פי 8 מזו של זכוכית אופטית רגילה באותו גודל, ורוב המוצרים מסוג זה אינם יכולים לעמוד בתקן ROHS ולכן לא ניתן ליישם אותם על חלונות לידאר המיוצרים בייצור המוני.
סוג 2: שימוש בדיו מעביר אינפרא אדום
דיו חודר אינפרא אדום מסוג זה סופג אור נראה ויכול להעביר פסי קרינה קרובים לאינפרא אדום, עם העברה של כ-80% עד 90%, ורמת ההעברה הכוללת נמוכה. יתר על כן, לאחר שהדיו משולב עם המצע האופטי, עמידותו בפני מזג אוויר אינה יכולה לעמוד בדרישות המחמירות של עמידות בפני מזג אוויר לרכב (כגון בדיקות טמפרטורה גבוהה), ולכן דיו חודר אינפרא אדום משמש בעיקר במוצרים אחרים עם דרישות עמידות נמוכות בפני מזג אוויר כגון טלפונים חכמים ומצלמות אינפרא אדום.
סוג 3: שימוש במסנן אופטי מצופה שחור
המסנן המצופה שחור הוא מסנן שיכול לחסום אור נראה ובעל העברה גבוהה בתחום ה-NIR (כגון 905 ננומטר).
המסנן המצופה שחור עשוי מסיליקון הידריד, סיליקון אוקסיד וחומרי שכבה דקה אחרים, והוא מיוצר באמצעות טכנולוגיית התזה מגנטרונית. הוא מאופיין בביצועים יציבים ואמינים וניתן לייצר אותו בייצור המוני. כיום, סרטי סינון אופטיים שחורים קונבנציונליים מאמצים בדרך כלל מבנה הדומה לסרט ניתוק אור. בתהליך יצירת סרט התזה מגנטרונית של סיליקון הידריד קונבנציונלי, השיקול הרגיל הוא להפחית את בליעת הסיליקון הידריד, במיוחד את בליעת פס האינפרא אדום הקרוב, כדי להבטיח העברה גבוהה יחסית בפס 905 ננומטר או בפסי לידאר אחרים כגון 1550 ננומטר.
זמן פרסום: 22 בנובמבר 2024
