LiDAR是一种激光遥感传感器,其英文全名为Light Detection And Ranging,中文称为『光学雷达』或『激光雷达』,可应用于高级驾驶辅助系统(ADAS)的自适应巡航控制、自动紧急制动、行人检测、车道保持辅助、盲区预警与前向碰撞预警等,其主要功能为精准测距。
激光雷达通常由激光光源、光探测器和光束操纵组件等三部分组成。激光光源一般采用半导体激光器;光探测器通常采用光电二极管(Photodiode, PD)或雪崩光电二极管(Avalanche photodiode, APD)等;光束操纵组件则分为机械扫描式、混合/全固态扫描式(MEMS微振镜、OPA、Flash等)。目前车用激光雷达常用的测距原理主要以飞行时间法(Time of Flight, ToF)为主。
雪崩光电二极管被广泛用作车用ToF激光雷达的探测器,其市场需求将随着无人驾驶的发展不断增长。
单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)是一种半导体光探测器。当我们在SPAD两端施加更高的反向偏置电压(硅材料通常为100-200 V),光子进入硅材料后,利用电离碰撞(雪崩击穿)的效应,大约可以获得数百倍的内部电流增益,进而引发连锁倍增效应。这时候的光电流就会非常大,能够很轻易地被电路侦测到。在工艺中,通过不同的掺杂技术,可以给SPAD施加更高的电压而不会被击穿,从而获得更大的增益。一般来说,反向电压越高,增益越大。
为了实现更精准的器件测试,光焱科技开发出一款商业标准化新型SPD单光子探测器特性测试分析设备——SPD2200。
SPD2200适用各种传感器测试分析,包含:
- SPAD
- SPD (Single Photon Detector)
- SiPM (Si PhotoMultiplier)
- MPPCs (Multi-Pixel Photon Counter)
- dToF Light Sensor
- LiDAR Sensor
- Wafer Level SPAD
性能测试
SPD2200具备的全光谱性能测试包含:
- 全光谱光谱响应 (SR, Spectral Responsivity)
- 全光谱量子效率 (EQE, External Quantum Efficiency)
- 全光谱光子探测率 (PDP, Photon Detection Probability)
- 暗计数DCR (Dark Count Rate)
- 击穿电压BDV (Break-Down Voltage)
在不同电压下,SPAD光子探测效率的PDE光谱
SPAD的暗计数与偏压关系图
SPAD暗计数与崩溃电压
SPD2200亦能够测试SPD的单光子辨析特性分析,包含:
- Jitter
- Afterpulsing probability
- Diffusion tail
- SNR
SPAD的Jitter测量
关于光焱科技 (Enlitech)
Enlitech成立于2009年,专注于人造模拟光源与光谱分析技术。针对光电传感器,提供先进、定制化的测量解决方案,致力于提升光电传感器的性能,促进科技的进步与人类生活的改善。
我们提供多种标准光源与测试分析解决方案,包含
(1) 航天级图像传感器表征分析系统;
(2) CMOS图像传感器/CIS相机模块特性检测;
(3) 光学屏下指纹识别测试方案;
(4) 晶圆级图像传感器测试解决方案;
(5) 单光子探测器测试解决方案。
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