车载激光雷达用面阵SPAD芯片技术要求（征求意见稿）.docxVIP

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车载激光雷达用面阵SPAD芯片技术要求

1范围

本文件界定了面阵SPAD芯片的缩略语，规定了技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于车载激光雷达用面阵SPAD芯片（以下简称“SPAD芯片”）。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温

GB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AQL：接受质量限（AcceptanceQualityLimit）

CW：连续波（ContinuousWave）

DCR：暗计数率（DarkCountRates）

PCM：光子计数模式（PhotonCountingMode）

PDE：光子探测效率（PhotonDetectionEfficiency）

SPAD：单光子雪崩二极管（Single-PhotonAvalancheDiode）

VBD：击穿电压（VoltageBreakdown）

5要求

5.1电气和光学性能

应符合表1的规定。

表1电气和光学性能

项目

性能指标

VBD/V

-22.5～-18

DCR

25℃

300Hz

125℃

400kHz

PDE（940nm）

25℃

20%

105℃

21%

死时间/ns

7～20

串扰概率

2%

后脉冲

≤2%

输出抖动/ps

300

入射角特性/(°)

20

最大激光强度/（W/cm2)

10

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5.2扫描性能

滚动快门模式下，最大像素读取范围应符合以下规定。

——水平：256；

——垂直：6。

5.3工作温度

在-40℃~105℃的环境应能正常工作。

6试验方法

6.1试验条件

6.1.1试验环境

除另有规定外，在温度25℃±2℃,相对湿度（60±20）％，室内光照3μW940nm的环境中进行试验。

6.1.2试验设备

6.1.2.1源表：电压范围-30V～-10V。

6.1.2.2测试硬件：

——测试板，

——图像采集卡。

6.1.2.3测试软件：

——适用于SPAD芯片的光子计数分析软件；

——适用于数据分析的编程语言，如Python；

——控制和管理测试版的测试软件。

6.1.2.4示波器：带宽不小于1GHz，采样率不小于20G/s，通道不少于4个，量程0V～400V。

6.1.2.5可调CW激光器：波长940nm，光功率范围覆盖10nW～50nW，功率稳定性优于±5％。

6.1.2.6CW单色仪：波长范围覆盖940nm。

6.1.2.7积分球：漫反射率大于99％，光谱范围300nm～2400nm。

6.1.2.8准直镜筒：能保证光束平行性。

6.1.2.9皮秒激光器：能产生10-12秒量级脉冲。

6.1.2.10波形发生器：分辨率1μHz，小波形上升/下降沿时间不大于3ns。

6.1.2.11可控旋转平台：能调整光源入射角度（0°~90°)。

6.1.2.12信号发生器：产生触发信号，控制光源的脉冲发射。

6.1.2.13计时器或其他计时设备：时间记录偏差小于1μs。

6.2电气和光学性能

6.2.1VBD

按以下步骤进行：

a)将多像素单光子雪崩二极管的管脚连接源表地，工作电压管脚连接源表正极；

b)配置脚本进行电流-电压扫描，范围-25V～-20V；

c)绘制电流-电压导数曲线，峰值对应电压为VBD，见图1。

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图1电流-电压导数和峰值

6.2.2DCR

按以下步骤进行：

a)将测试版放置于光功率密度不大于1pW/cm2环境中；

b)连接测试版与图像采集卡，使用适用于SPAD芯片的光子计数分析软件，进入PCM模式；

c)设置过偏压为3.3V，根据击穿电压测试值设置工作电压；

d)启动测试系统，在系统温度稳定后，开始保存PCM帧数据，连续保存100帧；

e)使用编程语言对采集到的PCM帧数据进行分析，统计在10ms曝光时间内，每个SPA