Mitigação de Ruído da Luz Solar em LiDAR FMCW Usando FADOF

Este artigo examina o potencial de utilizar um filtro óptico de dispersão anômala de Faraday (FADOF) para melhorar a redução de ruído em um sistema de LiDAR FMCW (Detecção e Medição de Distância a Laser com Onda Contínua Modulada em Frequência). Embora o LiDAR FMCW em si demonstre um certo nível de robustez, ele pode não operar de forma eficaz na presença de uma interferência significativa de ruído de fundo. Para enfrentar esse desafio, propomos um experimento de validação utilizando a tecnologia FADOF. Especificamente, introduzimos um componente FADOF na extremidade de recepção óptica do LiDAR FMCW e implementamos um método de estabilização dinâmica de frequência que combina estabilidade de frequência com modulação de frequência para a fonte laser no transmissor. Ao integrar FADOF no sistema de LiDAR FMCW para mitigar o ruído externo, realizamos experimentos de validação internos e externos. No experimento externo, introduzimos ruído de fundo real da luz solar no sistema, permitindo que iluminasse diretamente o receptor. Em seguida, filtramos a luz usando FADOF e um filtro de 10 nm, separadamente. Os resultados experimentais confirmam que o sistema de LiDAR FMCW, quando equipado com FADOF, pode operar normalmente em condições de intenso ruído luminoso de fundo, com uma capacidade de resistência ao ruído pelo menos duas vezes mais eficaz do que o filtro de 10 nm. Além disso, o sistema alcança uma faixa de detecção de pelo menos 17 metros sob condições de luz solar direta. Este estudo tem o potencial de ampliar a aplicação de sistemas LiDAR para ambientes mais extremos com forte ruído de fundo, permitindo sua funcionalidade em uma gama mais ampla de cenários.