از اولین ماژول‌های ToF گرفته تا لیدار و DMS فعلی، همه از باند نزدیک به مادون قرمز استفاده می‌کنند:
ماژول TOF (850nm/940nm)
لیدار (۹۰۵ نانومتر/۱۵۵۰ نانومتر)
DMS/OMS (940 نانومتر)
در عین حال، پنجره نوری بخشی از مسیر نوری آشکارساز/گیرنده است. وظیفه اصلی آن محافظت از محصول در حین ارسال لیزر با طول موج مشخص ساطع شده توسط منبع لیزر و جمع‌آوری امواج نور منعکس شده مربوطه از طریق پنجره است.
این پنجره باید عملکردهای اساسی زیر را داشته باشد:
۱. از نظر بصری، سیاه به نظر می‌رسد تا دستگاه‌های نوری-الکترونیکی پشت پنجره را بپوشاند؛
۲. بازتاب کلی سطح پنجره نوری کم است و باعث انعکاس آشکار نمی‌شود.
۳. برای باند لیزر، عبوردهی خوبی دارد. به عنوان مثال، برای رایج‌ترین آشکارساز لیزری ۹۰۵ نانومتر، عبوردهی پنجره در باند ۹۰۵ نانومتر می‌تواند به بیش از ۹۵٪ برسد.
۴. نور مضر را فیلتر کنید، نسبت سیگنال به نویز سیستم را بهبود بخشید و قابلیت تشخیص لیدار را افزایش دهید.
با این حال، LiDAR و DMS هر دو محصولات خودرویی هستند، بنابراین اینکه چگونه محصولات پنجره‌ای می‌توانند الزامات قابلیت اطمینان خوب، انتقال بالای باند منبع نور و ظاهر سیاه را برآورده کنند، به یک مشکل تبدیل شده است.
۰۱. خلاصه‌ای از راهکارهای پنجره موجود در بازار
عمدتاً سه نوع وجود دارد:
نوع ۱: زیرلایه از مواد نافذ مادون قرمز ساخته شده است
این نوع ماده سیاه است زیرا می‌تواند نور مرئی را جذب و باندهای نزدیک به مادون قرمز را عبور دهد، با ضریب عبور حدود ۹۰٪ (مانند ۹۰۵ نانومتر در باند نزدیک به مادون قرمز) و بازتاب کلی حدود ۱۰٪.
این نوع ماده می‌تواند از زیرلایه‌های رزینی بسیار شفاف مادون قرمز مانند Bayer Makrolon PC 2405 استفاده کند، اما زیرلایه رزینی استحکام اتصال ضعیفی با فیلم نوری دارد، نمی‌تواند آزمایش‌های سخت محیطی را تحمل کند و نمی‌تواند با فیلم رسانای شفاف ITO با قابلیت اطمینان بالا (که برای برق‌رسانی و مه‌زدایی استفاده می‌شود) آبکاری شود، بنابراین این نوع زیرلایه معمولاً بدون پوشش است و در پنجره‌های محصولات راداری غیرخودرویی که نیازی به گرمایش ندارند، استفاده می‌شود.
همچنین می‌توانید شیشه مشکی SCHOTT RG850 یا HWB850 چینی را انتخاب کنید، اما هزینه این نوع شیشه مشکی بالاست. به عنوان مثال، شیشه HWB850 بیش از ۸ برابر شیشه اپتیکی معمولی با اندازه مشابه هزینه دارد و بیشتر این نوع محصول نمی‌تواند استاندارد ROHS را پشت سر بگذارد و بنابراین نمی‌توان آن را در پنجره‌های لیدار تولید انبوه به کار برد.
نوع ۲: استفاده از جوهر انتقال دهنده مادون قرمز
این نوع جوهر نفوذکننده مادون قرمز، نور مرئی را جذب می‌کند و می‌تواند باندهای نزدیک به مادون قرمز را با میزان عبور حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد عبور دهد و سطح کلی عبور آن پایین است. علاوه بر این، پس از ترکیب جوهر با زیرلایه نوری، مقاومت در برابر آب و هوا نمی‌تواند الزامات سختگیرانه مقاومت در برابر آب و هوای خودرو (مانند آزمایش‌های دمای بالا) را برآورده کند، بنابراین جوهرهای نفوذکننده مادون قرمز بیشتر در سایر محصولات با الزامات مقاومت در برابر آب و هوای کم مانند تلفن‌های هوشمند و دوربین‌های مادون قرمز استفاده می‌شوند.
نوع ۳: استفاده از فیلتر نوری با روکش سیاه
فیلتر با روکش سیاه، فیلتری است که می‌تواند نور مرئی را مسدود کند و در باند NIR (مانند ۹۰۵ نانومتر) عبوردهی بالایی دارد.
فیلتر روکش‌دار سیاه با هیدرید سیلیکون، اکسید سیلیکون و سایر مواد لایه نازک طراحی شده و با استفاده از فناوری کندوپاش مگنترون تهیه می‌شود. این فیلتر با عملکرد پایدار و قابل اعتماد مشخص می‌شود و می‌تواند به صورت انبوه تولید شود. در حال حاضر، لایه‌های فیلتر نوری سیاه معمولی عموماً ساختاری مشابه لایه برش نور دارند. در فرآیند تشکیل لایه کندوپاش مگنترون هیدرید سیلیکون معمولی، معمولاً توجه می‌شود که جذب هیدرید سیلیکون، به ویژه جذب باند مادون قرمز نزدیک، کاهش یابد تا از عبور نسبتاً بالای نور در باند 905 نانومتر یا سایر باندهای لیدار مانند 1550 نانومتر اطمینان حاصل شود.
زمان ارسال: ۲۲ نوامبر ۲۰۲۴
