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고성능 광각 3차원 스캐닝 라이다를 위한 스터드 기술 기반의 대면적 고속 단일 광 검출기
- Issue Date
- 2023-08
- Citation
- 한국광학회지, v.34, no.4, pp.139-150
- ISSN
- 1225-6285
- Publisher
- 한국광학회
- Language
- Korean
- Type
- Journal Article
- Abstract
- 다양한 구조의 라이다(light detection and ranging, LiDAR)가 존재함에도 불구하고 넓은 화각을 유지하면서 장거리 측정과 수직, 수평 방향 모두에서 높은 해상도를 만족하는 LiDAR를 구현하는 것은 매우 어렵다. 스캐닝 구조는 장거리 탐지 및 수직, 수평 방향에 대한 높은 해상도를 만족하는 고성능 LiDAR를 구현하는 데 유리하지만, 넓은 화각을 확보하기 위해서는 검출 속도에 불리한 대면적 광 검출기(photodetector, PD)가 필수적이다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 다수의 소면적 PD를 고속의 단일 대면적 PD로 작동할 수 있는 static unitary detector(STUD) 기술 기반의 PD를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 InP/InGaAs STUD PIN-PD는 1,256 μm × 19 μm의 단위 면적을 가지는 32개 소면적 PD를 활용하여 1,256 μm × 949 μm 이내에서 다양한 형태로 설계 및 제작하였다. 이후 다양한 형태로 제작된 STUD PD의 특성과 감도는 물론 이를 활용한 LiDAR 수신 보드의 잡음 및 신호 특성에 대해 측정 및 분석하였다. 마지막으로 STUD PD가 적용된 LiDAR 수신 보드를 1.5-μm master oscillator power amplifier 레이저를 광원으로 활용하는 3차원 스캐닝 LiDAR 시제품에 적용하였고, 이를 통해 대각 32.6도의 광각에서 50 m 이상의 장거리 물체를 정밀하게 탐지하면서 320 px × 240 px의 고해상도 3차원 영상을 동시에 확보하였다.
- KSP Keywords
- Light detection and Ranging(LiDAR), Master Oscillator Power Amplifier, power amplifiers(PAs)
This work is distributed under the term of Creative Commons License (CCL)
(CC BY NC)
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