От самых первых модулей ToF и лидаров до современных DMS — все они используют ближний инфракрасный диапазон:
Модуль TOF (850 нм/940 нм)
Лидар (905 нм/1550 нм)
ДМС/ОМС (940 нм)
В то же время оптическое окно является частью оптического пути детектора/приемника. Его основная функция — защита продукта при передаче лазера определенной длины волны, излучаемого лазерным источником, и сбор соответствующих отраженных световых волн через окно.
Это окно должно иметь следующие основные функции:
1. Визуально кажется черным, чтобы скрыть оптоэлектронные устройства за окном;
2. Общая отражательная способность поверхности оптического окна низкая и не вызывает явного отражения;
3. Имеет хорошую пропускаемость для лазерного диапазона. Например, для наиболее распространенного 905 нм лазерного детектора пропускаемость окна в диапазоне 905 нм может достигать более 95%.
4. Фильтрация вредного света, улучшение соотношения сигнал/шум системы и повышение способности обнаружения лидара.
Однако и LiDAR, и DMS являются автомобильными продуктами, поэтому стало проблемой, как оконные продукты могут отвечать требованиям высокой надежности, высокого пропускания полосы источника света и черного цвета.
01. Обзор оконных решений, представленных на рынке в настоящее время
В основном их три типа:
Тип 1: Подложка изготовлена из материала, проникающего в инфракрасное излучение.
Этот тип материала является черным, поскольку он может поглощать видимый свет и пропускать ближний инфракрасный диапазон с коэффициентом пропускания около 90% (например, 905 нм в ближнем инфракрасном диапазоне) и общей отражательной способностью около 10%.

Этот тип материала может использовать подложки из смолы, высокопрозрачной для инфракрасного излучения, например, Bayer Makrolon PC 2405, но смоляная подложка имеет слабую прочность сцепления с оптической пленкой, не выдерживает суровых испытаний на воздействие окружающей среды и не может быть покрыта высоконадежной прозрачной проводящей пленкой ITO (используется для электрификации и устранения запотевания), поэтому этот тип подложки обычно не имеет покрытия и используется в окнах радаров, не предназначенных для транспортных средств, которые не требуют нагрева.
Вы также можете выбрать черное стекло SCHOTT RG850 или китайское HWB850, но стоимость этого типа черного стекла высока. Если взять в качестве примера стекло HWB850, его стоимость более чем в 8 раз превышает стоимость обычного оптического стекла того же размера, и большая часть этого типа продукции не может пройти стандарт ROHS и, следовательно, не может применяться в окнах лидаров массового производства.

Тип 2: с использованием инфракрасных пропускающих чернил

Этот тип инфракрасных проникающих чернил поглощает видимый свет и может пропускать ближние инфракрасные полосы с коэффициентом пропускания около 80–90%, а общий уровень пропускания низкий. Более того, после того, как чернила соединяются с оптической подложкой, устойчивость к атмосферным воздействиям не может соответствовать строгим автомобильным требованиям к устойчивости к атмосферным воздействиям (например, испытаниям на высокую температуру), поэтому инфракрасные проникающие чернила в основном используются в других продуктах с низкими требованиями к устойчивости к атмосферным воздействиям, таких как смартфоны и инфракрасные камеры.
Тип 3: с использованием оптического фильтра с черным покрытием
Фильтр с черным покрытием — это фильтр, который может блокировать видимый свет и имеет высокую пропускаемость в ближнем ИК-диапазоне (например, 905 нм).

Черный фильтр с покрытием разработан с использованием гидрида кремния, оксида кремния и других тонкопленочных материалов и изготовлен с использованием технологии магнетронного распыления. Он характеризуется стабильной и надежной работой и может производиться массово. В настоящее время обычные черные оптические пленки-фильтры обычно имеют структуру, похожую на светоотсекающую пленку. При обычном процессе формирования пленки магнетронного распыления гидрида кремния обычно рассматривается вопрос об уменьшении поглощения гидрида кремния, особенно поглощения ближнего инфракрасного диапазона, чтобы обеспечить относительно высокую пропускаемость в диапазоне 905 нм или других диапазонах лидара, таких как 1550 нм.

Время публикации: 22 ноября 2024 г.