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1550nm納米發射波長光纖激光器的激光功率

發布時間:2020/11/9 23:35:47 訪問次數:2345

解決辦法主要有兩種,一是使用 1550 納米發射波長的激光器,用光纖領域的摻鉺放大器進一步提升功率,1550 nm 波段的激光,其人眼安全閾值遠高于 905nm 激光。因此在安全范圍內可以大幅度提高 1550 nm 光纖激光器的激光功率。典型例子就是沃爾沃和豐田投資的 Luminar。

缺點是 1550 納米激光器價格極其昂貴,且這是激光器產業的范疇,激光雷達廠家的技術遠不及激光器產業廠家,想壓低成本幾乎不可能,還有一個缺點是 1550 納米對陽光比較敏感。不過 1550 納米附加一個優點就是像毫米波雷達一樣全天候。二是使用 SPAD 或 SiPM 接收陣列,而不是傳統 APD 陣列,SPAD 陣列效率比 APD 高大約 10 萬倍,典型例子是豐田中央研究院。但 SPAD 陣列目前還不算特別成熟,價格也略高。

華為要想快速切入激光雷達領域,自然也是選擇 MEMS 激光雷達,不過針對功率過低的缺點,華為做了改進,也就是華為專利所說的,多線程微振鏡激光測量模組。

華為采用機械激光雷達的做法,采用多個發射和接收組件,而不是傳統 MEMS 激光雷達那樣只有一個,因為華為在光電領域產業龐大,規模效應突出,采購激光發射器和接收器的成本遠比傳統激光雷達要低。

三個測距模組,分別是 100a、100b、100c,每個模組包括三個元件,分別是激光發射器 101B,分光鏡 102a,接收器 103a。104a 為出射光束,110 為反射鏡,105a 為回波光束,120 為 MEMS 振鏡,微振鏡二維掃描擺動,實現光束 140a(源自 104a)的掃描。130 為處理電路。100a、100b、100c 結構完全一致,分時發射激光束。華為的等效 100 線,當然也不是 100 個測距模組,那樣增加成本太多了,畢竟 MEMS 振鏡的垂直掃描密度要好控制的多。

讓華為激光雷達更緊湊,更加方便線路板布線。同時以 120MEMS 振鏡為核心,兩邊對稱放置測距模組。結構更加簡潔。160 和 170 為連接線纜,180 為透光外殼窗口。

華為這種設計,當然成本和體積肯定比傳統 MEMS 激光雷達大多了,但性能也增加了,特別是有效距離和 FOV,通常激光雷達廠家在說明有效距離時不會加上反射率,一般默認為 90%,這樣數字會好看很多,而華為特別點明反射率 10%,反射率 10%的情況下,即使短距離激光雷達都可達 80 米,傳統 MEMS 激光雷達通常只有一半即 40 米。功率的增加讓 MEMS 振鏡尺寸可以縮小,FOV 就可以大一點,華為激光雷達的 FOV 也是業內最大的。振鏡越小,價格也越低。華為這種模塊式布局,可以快速出產多種用途的激光雷達,適應不同的市場需求。

Flash 激光雷達,相信華為也有布局,不過 Flash 激光雷達的關鍵不在于激光雷達廠家,而是 ToF 傳感器廠家,這些領域都是巨頭,索尼、OV、ST、東芝、松下、安森美、英飛凌等。未來可能像攝像頭一樣,這些巨頭提供傳感器,激光雷達廠家做成模組,但這個過程可能長達 8-10 年。這期間三種激光雷達可能長期共存。


(素材來源:eccn和ttic.如涉版權請聯系刪除。特別感謝)

解決辦法主要有兩種,一是使用 1550 納米發射波長的激光器,用光纖領域的摻鉺放大器進一步提升功率,1550 nm 波段的激光,其人眼安全閾值遠高于 905nm 激光。因此在安全范圍內可以大幅度提高 1550 nm 光纖激光器的激光功率。典型例子就是沃爾沃和豐田投資的 Luminar。

缺點是 1550 納米激光器價格極其昂貴,且這是激光器產業的范疇,激光雷達廠家的技術遠不及激光器產業廠家,想壓低成本幾乎不可能,還有一個缺點是 1550 納米對陽光比較敏感。不過 1550 納米附加一個優點就是像毫米波雷達一樣全天候。二是使用 SPAD 或 SiPM 接收陣列,而不是傳統 APD 陣列,SPAD 陣列效率比 APD 高大約 10 萬倍,典型例子是豐田中央研究院。但 SPAD 陣列目前還不算特別成熟,價格也略高。

華為要想快速切入激光雷達領域,自然也是選擇 MEMS 激光雷達,不過針對功率過低的缺點,華為做了改進,也就是華為專利所說的,多線程微振鏡激光測量模組。

華為采用機械激光雷達的做法,采用多個發射和接收組件,而不是傳統 MEMS 激光雷達那樣只有一個,因為華為在光電領域產業龐大,規模效應突出,采購激光發射器和接收器的成本遠比傳統激光雷達要低。

三個測距模組,分別是 100a、100b、100c,每個模組包括三個元件,分別是激光發射器 101B,分光鏡 102a,接收器 103a。104a 為出射光束,110 為反射鏡,105a 為回波光束,120 為 MEMS 振鏡,微振鏡二維掃描擺動,實現光束 140a(源自 104a)的掃描。130 為處理電路。100a、100b、100c 結構完全一致,分時發射激光束。華為的等效 100 線,當然也不是 100 個測距模組,那樣增加成本太多了,畢竟 MEMS 振鏡的垂直掃描密度要好控制的多。

讓華為激光雷達更緊湊,更加方便線路板布線。同時以 120MEMS 振鏡為核心,兩邊對稱放置測距模組。結構更加簡潔。160 和 170 為連接線纜,180 為透光外殼窗口。

華為這種設計,當然成本和體積肯定比傳統 MEMS 激光雷達大多了,但性能也增加了,特別是有效距離和 FOV,通常激光雷達廠家在說明有效距離時不會加上反射率,一般默認為 90%,這樣數字會好看很多,而華為特別點明反射率 10%,反射率 10%的情況下,即使短距離激光雷達都可達 80 米,傳統 MEMS 激光雷達通常只有一半即 40 米。功率的增加讓 MEMS 振鏡尺寸可以縮小,FOV 就可以大一點,華為激光雷達的 FOV 也是業內最大的。振鏡越小,價格也越低。華為這種模塊式布局,可以快速出產多種用途的激光雷達,適應不同的市場需求。

Flash 激光雷達,相信華為也有布局,不過 Flash 激光雷達的關鍵不在于激光雷達廠家,而是 ToF 傳感器廠家,這些領域都是巨頭,索尼、OV、ST、東芝、松下、安森美、英飛凌等。未來可能像攝像頭一樣,這些巨頭提供傳感器,激光雷達廠家做成模組,但這個過程可能長達 8-10 年。這期間三種激光雷達可能長期共存。


(素材來源:eccn和ttic.如涉版權請聯系刪除。特別感謝)

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