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Flash纯固态激光雷达,需要更高分辨率的SPAD阵列

2023-10-03 19:21:00

Flash纯固态激光雷达,需要更高分辨率的SPAD阵列

Flash纯固态激光雷达是一种新型的NTJD4001NT1G激光雷达技术,它利用固态激光器和单光子敏感器阵列(SPAD)来实现高分辨率的目标检测和跟踪。然而,目前的SPAD阵列的分辨率有限,因此需要更高分辨率的SPAD阵列来进一步提高激光雷达的性能。

SPAD阵列是一种基于单光子敏感器的光电探测器阵列。它由许多单个的光子敏感器组成,每个敏感器都能够检测到单个光子的到达。SPAD阵列通常用于时间相关单光子计数(TCSPC)应用,如激光雷达。

目前的SPAD阵列的分辨率受到一些限制,其中之一是像素大小。像素大小决定了阵列的空间分辨率,即能够分辨的最小目标尺寸。通常情况下,像素大小越小,空间分辨率越高。然而,减小像素大小会增加敏感器的噪声水平,从而降低信号噪声比(SNR)。因此,在设计更高分辨率的SPAD阵列时,需要权衡空间分辨率和SNR。

另一个限制是阵列的尺寸。目前的SPAD阵列通常由数十个到数百个敏感器组成,这限制了阵列的总体分辨率。为了提高分辨率,需要增加阵列的尺寸,但这会增加成本和复杂性,并可能导致功耗增加。因此,在设计更高分辨率的SPAD阵列时,需要解决尺寸扩展的问题。

此外,SPAD阵列的响应速度也是一个挑战。由于激光雷达需要快速扫描和检测目标,SPAD阵列需要具有高速的响应能力。目前的SPAD阵列的响应速度有限,无法满足高速激光雷达的需求。因此,需要开发更快速的SPAD阵列来支持高速激光雷达应用。

为了解决以上问题,有几个方向可以进行研究和改进。首先,可以通过改进SPAD阵列的工艺技术来减小像素大小,从而提高空间分辨率。例如,可以采用亚波长光刻技术来制造更小的像素。此外,可以改进敏感器的材料和结构,以提高SNR。例如,可以采用新型的半导体材料和增强的光电转换机制。

其次,可以通过增加阵列的尺寸来提高分辨率。目前,有一些研究正在探索使用三维堆叠技术来实现更高分辨率的SPAD阵列。三维堆叠技术可以在同一芯片上堆叠多个敏感器层,从而增加阵列的尺寸而不增加芯片的面积。

最后,可以通过改进SPAD阵列的电路和架构来提高响应速度。目前,有一些研究正在探索使用新型的电路和架构来实现更快速的SPAD阵列。例如,可以采用更快速的信号读取电路和时间数字转换器(TDC)来提高响应速度。

总之,为了实现更高分辨率的SPAD阵列,需要在像素大小、阵列尺寸和响应速度等方面进行改进和研究。这将有助于推动Flash纯固态激光雷达技术的发展,进一步提高激光雷达的性能和应用范围。


分辨率激光雷达阵列像素信号目标

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