光接收器

光接收器是LiDAR（光探测与测距）传感器系统中的关键子组件。其主要功能是捕获由LiDAR发射器发射后从目标物体反射回来的微弱激光脉冲，并将这些光信号转换为相应的电信号，随后由传感器的电子器件进行放大和处理，以计算距离、速度并生成3D点云数据。该接收器通常包含光电探测器（如雪崩光电二极管或PIN光电二极管）、跨阻放大器（TIA）以及相关的光学元件和封装。其工作波长范围为850–1550 nm，带宽为100–1000 MHz，在850 nm处硅APD的响应度为0.5–0.9 A/W。灵敏度范围为-30至-20 dBm，上升时间为0.5–2 ns。器件需要3.3–5 V DC的电源电压，功耗为0.1–0.5 W。工作温度范围为-40至85 °C，存储温度范围为-40至105 °C。对于户外模块，防护等级通常为IP54–IP67（依据IEC 60529）。封装尺寸范围为3.2–5.0 mm，重量为0.5–2.0 g。常用材料包括半导体材料（硅、InGaAs）、陶瓷或铝外壳，以及光学玻璃或透镜。这些规格是LiDAR应用的典型范围，必须与制造商核实具体型号。光接收器是一个组件，而非独立系统，其性能直接影响LiDAR传感器的精度和可靠性。在选择光接收器时，工程师必须考虑应用中的波长、带宽、灵敏度和环境要求。参数和合规性验证应与供应商确认。

光接收器基于光电检测原理工作。当反射激光脉冲的光子照射到光电探测器（如雪崩光电二极管或PIN光电二极管）的有源区时，会产生电子-空穴对，从而形成光电流。该微弱电流与接收光的强度成正比。随后，跨阻放大器（TIA）将该电流转换为可测量的电压信号，用于进一步信号处理和飞行时间计算。