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激光雷达光学结构优化与故障调试

📚 共计 30 章节
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01
激光雷达概述
发展史、ToF/FMCW分类、自动驾驶·机器人·测绘核心应用
发展史ToFFMCW
02
光学基础回顾
几何光学·反射折射透镜成像，波动光学·干涉衍射，高斯光束传播
几何光学波动光学高斯光束
03
激光光源选型
EEL/VCSEL、光纤激光器、固体激光器；905nm vs 1550nm波长权衡
半导体激光器波长选择
04
发射光学系统设计
准直透镜、Diffuser/DOE光束整形、扩束压缩、发射NA匹配
准直DOE扩束
05
接收光学系统设计
聚光透镜组/反射式、FOV匹配、光斑与探测器耦合效率
聚光FOV耦合效率
06
扫描系统设计（一）
机械旋转式转镜/棱镜、MEMS微镜原理与参数
机械旋转MEMS
07
扫描系统设计（二）
光学相控阵OPA、Flash方案、固态扫描技术对比
OPAFlash固态扫描
08
探测器选型与设计
APD、SPAD、SiPM、PIN光电二极管特性与选型
APDSPADSiPM
09
滤光系统设计
窄带滤光片、带通/陷波、日盲滤光片、角度效应与温漂补偿
窄带日盲温漂补偿
10
分光与合束系统
偏振分光棱镜PBS、二向色镜、光纤耦合器、环形器FMCW应用
PBS二向色镜环形器
11
光学系统像差分析
球差、彗差、像散、场曲、畸变；Zemax/OpticStudio像差评估
像差Zemax
12
公差分析与优化
加工/装配/温度公差、蒙特卡洛模拟、灵敏度分析
公差蒙特卡洛
13
光学镀膜技术
增透膜、高反膜、分光膜；膜系设计基础与工艺影响
增透膜高反膜膜系设计
14
光学系统杂散光抑制
挡光结构、消光螺纹、光阑遮光罩、TracePro/FRED仿真
杂散光消光TracePro
15
光学系统热管理
激光器热效应、热变形、主动/被动散热、热光系数补偿
热管理热变形散热
16
光学系统机械结构设计
光机一体化、精密调节、抗震设计、殷钢/铝合金材料
光机抗震殷钢
17
光学系统装调与测试
光轴对准、干涉仪装调、MTF测试、波前检测、环境试验
装调MTF环境试验
18
激光雷达系统链路预算
发射功率、大气衰减、目标反射率、接收口径、SNR计算
链路预算SNR
19
多传感器融合光学设计
激光雷达与摄像头/毫米波雷达共孔径、视场对齐标定
多传感器共孔径
20
FMCW激光雷达光学系统
线性调频激光器、相干探测光路、平衡探测器、IQ解调结构
FMCW相干探测IQ解调
21
固态激光雷达光学设计
OPA芯片与光学天线、Flash阵列照明、SPAD与微透镜阵列匹配
固态OPA微透镜阵列
22
远场与近场光学设计
远场光斑均匀性、近场盲区消除、多回波检测光学要求
远场近场盲区多回波
23
光学系统仿真与建模
Zemax序列/非序列、LightTools照明、Matlab/Python光学计算
ZemaxLightToolsMatlab
24
光学系统性能评估指标
测距精度、角分辨率、探测概率Pd、虚警率Pfa、最大测程
PdPfa角分辨率
25
车规级光学设计
AEC-Q102标准、湿热盐雾振动、车规级材料选择
AEC-Q102可靠性车规
26
光学系统成本控制
元件选型策略、注塑vs玻璃透镜、模组化设计与量产工艺
成本注塑透镜模组化
27
激光雷达安全与法规
人眼安全IEC 60825、激光辐射安全设计、法规认证流程
IEC 60825人眼安全
28
前沿光学技术
超表面Metasurface透镜、自由曲面光学、计算光学应用
超表面自由曲面计算光学
29
光学系统调试与故障排查
光斑畸变、耦合效率下降、视场偏移诊断方法与案例
故障排查光斑畸变
30
综合案例设计
128线混合固态激光雷达光学系统：发射、接收、扫描、滤光全链路
128线混合固态全链路