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EO LIGHTING - MARZO 2022 XXI LIDAR SYSTEMS riflessi favorevoli dal punto di vista economico, senza di- menticare ancora una volta i vantaggi per i produttori di sistemi LiDAR operanti nello spettro NIR legati alla pre- senza di un ecosistema in termini sia di costi sia di sicu- rezza della catena di fornitura. Potenza del laser e sicurezza degli occhi Quando si parla di lunghezza d’onda, è indispensabile con- siderare le implicazioni per la sicurezza degli occhi corre- late all’uso di un sistema LiDAR. I LiDAR dToF utilizzano impulsi laser brevi con un’elevata potenza di picco che coprono un certo angolo di visuale (AoV – Angle of View) e vengono emessi sulla scena. Un pedone che si trova sul percorso di emissione di un sistema LiDAR deve essere si- curo che gli occhi non vengano danneggiati dal laser che viene “sparato” nella sua direzione. Le norme contenute nello standard IEC-60825 specificano l’MPE (Maximum Permissible Exposure – limite massimo di esposizione, ovvero la densità di potenza massima che può colpire l’oc- chio per un determinato periodo senza che questo subisca dammi) per le diverse lunghezze d’onda della luce. Mentre la luce nello spettro NIR, in modo analogo alla luce visibi- le, è in grado di passare attraverso la cornea e raggiungere la retina dell’occhio umano, la luce SWIR è in larga misu- ra assorbita all’interno della cornea, e quindi può essere esposta a livelli di densità di potenza più elevati (Fig. 6). Dal punto di vista delle prestazioni, l’emissione di una potenza laser di parecchi ordini di grandezza più elevati rappresenta un vantaggio per i sistemi basati su lunghez- ze d’onda pari a 1.550 nm in quanto più fotoni vengono inviati, più fotoni di ritorno potranno essere rilevati. Po- tenze laser più elevate richiedono anche un compromes- so dal punto di vista termico. Va comunque sottolineato il fatto che in fase di progetto è necessario garantire un’a- deguata protezione degli occhi indipendentemente dalla Fig. 6 – Specifiche contenute nello standard IEC-60825relative all’esposizione in sicurezza dell’occhio umano alla luce laser lunghezza d’onda prendendo in considerazione l’energia per impulso e le dimensioni dell’apertura del laser. Con un sistema LiDAR basato su lunghezze d’onda di 905 nm, la potenza di picco può essere incrementata agendo su uno di questi fattori, come mostrato in figura 7. Confronto tra sistemi LiDAR NIR e SWIR La discussione relativa alla quantità di potenza che il la- ser è in grado di fornire riporta l’attenzione sul sensore utilizzato. Un sensore caratterizzato da elevate prestazio- ni in grado quindi di rilevare segnali più deboli garantirà dei vantaggi sotto molti aspetti: sarà possibile effettuare misure su distanze più lunghe o utilizzare una potenza in- feriore del laser a parità di distanza. onsemi , con la serie di sensori RDM, ha sviluppato una serie di dispositivi SiPM (la cui roadmap è riportata in figura 8) per sistemi LiDAR NIR capaci di garantire un’efficienza di rilevamento dei fotoni (PDE – Photon Detection Efficiency) – un parametro chiave per la sensibilità - del 18% (serie RDM). Per confrontare le prestazioni di un LiDAR dTof operan- te nello spettro NIR con un analogo sistema LiDAR dToF Fig. 7 – Progetto di un laser che tiene conto della sicurezza degli occhi per un LiDAR NIR per differenti ottiche e parametri del laser Fig. 8 – Roadmap di processo per i dispositivi SiPM di onsemi