3D-laser för mätningar av dynamiska förlopp

Författare:

  • Christina Grönwall
  • Håkan Larsson
  • Ove Steinvall

Publiceringsdatum: 2010-11-16

Rapportnummer: FOI-R--3041--SE

Sidor: 19

Skriven på: Svenska

Nyckelord:

  • 3D-avbildande sensorer
  • sensorsystem
  • laserradar
  • detektorer

Sammanfattning

De senaste åren har det kommit flera 3D-avbildande lasersystem på marknaden som kan användas för mätningar av dynamiska förlopp. Det är en naturlig utveckling av den forskning och utveckling som pågått under 10-15 år. Dessa sensorer kan i videotakt mäta avstånd och intensitet och slutprodukten är en 3D-avbildning av scenen. Själva mättekniken varierar, beroende på vilken detektorteknik man valt. Tack vare snabbare elektronik kan man idag skanna antingen i sidled eller i avstånd så snabbt att man kan mäta på mål under rörelse. Dessutom kan man få en 3D-avbildning med en flodbely-sande laser och en matrisdetektor. Där är utmaningen att kunna göra matriser med många pixelelement som har hög tids-/avståndsupplösning och hög känslighet (kunna räkna enstaka fotoner). Jämfört med en typisk termisk IR-detektor krävs här detektorer med 100 gånger högre känslighet och 10.000 gånger snabbare svarstider i elektroniken. På den kommersiella marknaden finns det idag flera olika sensorteknologier för dyna-misk 3D-laser. Det stora språnget till mätningar av dynamiska förlopp kunde tas när detektorerna började kunna samla in och lagra data tillräckligt fort (µs-ms). Detekto-rerna används i sensorer på olika sätt. I den här rapporten beskrivs de sensortyper som används mest för militära tillämpningar och/eller är intressanta för dessa. I denna rapport beskriver vi först vår definition av olika sorters dynamiska mätningar. De olika sensortyperna beskrivs kortfattat. Vi koncentrerar oss på 3D-avbildande sen-sorer med lasrar i SWIR-området (1-3 µm). De flesta sensorer är anpassade för 1,5 µm för att erhålla ögonsäkerhet. Vi diskuterar även utvecklingsläget och vilka möjligheter mätningar med dessa 3D-avbildande sensorsystem ger i militära tillämpningar och säkerhetstillämpningar.