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無人駕駛時代，探尋激光雷達中的光學奧秘
叫車平臺無人駕駛的快車試營期間，您可有去體驗一把無人駕駛車的乘坐？是否想了解無人駕駛技術的奧秘？今天我們與您一起探秘無人駕駛之“眼”——激光雷達技術，并通過對激光雷達中關鍵材料的光學檢測，逐漸了解和熟悉這項人類的黑科技。
激光雷達，是當前無人駕駛汽車探知周圍環境的核心部件，它通過向目標發射探測信號(激光束)，然后將接收到的從目標物反射回來的信號與發射信號進行比較，作適當處理后，就可獲得目標的有關信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數，從而對目標進行探測、跟蹤和識別。
圖1 無人駕駛汽車激光雷達探測器示意圖
圖2 激光雷達基礎結構示意圖
激光雷達系統由激光源、Flash激光雷達、相控陣、掃描儀、定位導航系統和傳感器七大部分組成。本篇我們主要討論激光雷達基礎結構中的反射鏡以及保護罩等材料的光學特性研究。
激光雷達中關鍵材料的光學性能
反射率：激光雷達反射鏡會在一定角度內旋轉，以達到更廣的視野，這就需要反射鏡對不同角度入射、不同波長的激光都有具有較高的反射率，而且不同角度下的反射率不能有明顯變化以保證成像精度，并能夠應對不同波長的激光源。
透射率：雷達工作時，激光在光源、障礙物和接收器間傳播，以不同角度穿過鏡片、濾光片和保護罩等部件。因此，這些材料對一定波長范圍內，按不同角度入射激光的透射率應盡量一致，才能保證成像效果。
島津SolidSpec-3700i（DUV）是世界*使用三個檢測器的深紫外可見近紅外分光光度計，實現了從深紫外區到近紅外區的高靈敏度檢測（165nm-3300nm），并配備超大樣品室，可以直接安裝可變角絕對反射/透射率附件。
激光雷達中關鍵材料的光學性能測試
反射率測試
三維成像激光雷達波長范圍一般在800~2000nm，常用的有905nm，960nm等。激光雷達中的反射鏡一般為鍍膜玻璃材料，使用島津SolidSpec-3700i（DUV），在入射角分別為10°、20°、40°和60°時測試了該材料對不同角度入射光信號的反射效果。
圖5 鍍膜材料的反射率測定結果（s偏振光）
圖6 鍍膜材料的反射率測定結果（p偏振光）
圖5、6中，該材料在800-2000nm（近紅外）的反射率高，且反射率沒有隨著入射角的變化而發生明顯改變，可以判斷角度影響較小。同時未發現s偏振光和p偏振光的結果存在明顯差異，判斷偏振影響也較小。使用該鍍膜材料作為反射鏡，能夠助力激光雷達“明察秋毫”。
透射率測試
使用島津SolidSpec-3700i（DUV），在入射角分別為20°、40°、60°時測試了保護罩材料對不同角度入射光的透射效果。
圖7 濾光片透射率率測試結果（s偏振光）
圖7測試結果顯示，該面罩材料在350-500nm（可見區）范圍內不透光，在500-2000nm范圍內隨著入射角度變化，透射率也有明顯變化，可能對成像有一定影響。
結語
在科技創新令人目不暇給的今天，無人駕駛，作為其中一項尚有爭議的黑科技，已經呼嘯著撲面而來。也許您對它期待已久，也許您選擇謹慎，但儀器的測試是最客觀的評價。通過對無人駕駛之眼——激光雷達中光學材料的檢測，島津SolidSpec-3700i（DUV）帶我們感受激光在雷達中的閃轉騰挪，揭密了這項黑科技的一角。在更多的了解之后，您對它的態度是否會發生變化呢？
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