Koji su laserski moduli koji se koriste za Lidar?

Otkrivanje i kretanje svjetla (Lidar) pojavio se kao kamen temeljac za percepciju stroja, omogućavajući autonomnim vozilima da se kreću na složenim okruženjima, robotima za mapiranje i interakciju sa svojim okolinom, te pametnim gradovima za optimizaciju upravljanja infrastrukturom. Djelujući kao "oči" ovih sistema, Lidar stvara visoku rezoluciju, tri - dimenzijske tačke za dimenzijanske tačke mjerenjem vremena koje je potrebno za povrat iz predmeta koji se vraćaju iz predmeta.

U srcu svakog predajnika Lidra nalazi se njegov jezgra motora:Laserski diodni modul. Ova kritična komponenta nije samo izvor svjetlosti; Njegovi parametri performansi izravno diktiraju maksimalni raspon, tačnost, rezoluciju, i u konačnici sustava sustava, i na kraju, troškove i održivost za masovnu usvajanje. Ovaj članak pruža sveobuhvatnu analizu tehnologija primarnog laserskih modula zaposlenih u modernim litarskim sistemima, uspoređujući svoje karakteristike i nude okvir za odabir na osnovu primjene - specifičnih zahtjeva.

Načela rada Lidar i ključni zahtjevi za laserskim modulima

Većina komercijalnih lidarnih sistema djeluje naVrijeme - od- leta (TOF)Princip, gdje se emitira kratki laserski puls, a njegovo kolo {- vrijeme putovanja mjeri se za izračunavanje udaljenosti. Alternativa, složenija metoda jeFrekvencija - Modulirani kontinuirani val (FMCW), koji koristi koherentnu, frekvenciju - moduliranog laserskog snopa za mjerenje udaljenosti i brzine istovremeno putem doppler efekta.

Performanse laserskih modula je najvažnije. Ključni zahtevi uključuju:

Talasna dužina:Primarne talasne dužine su905 Nmi1550 nm. 905 NM laseri su jeftiniji i iskorištavaju silicijumske detektore, ali imaju niže dozvoljeno oči - NM lampica se apsorbiraju staklastim tekućinom oka pre nego što dođe do mrežnice, ali dale je duže raspon, ali zahtijeva skuplje senzore indijum-galijumskih arsenida (INGAAS).

Vršna snaga:Maksimalna optička snaga pulsa. Viša vršna snaga omogućava dulji raspon detekcije osiguravajući dovoljan signal - do - omjer buke za povratni signal.

Širina pulsa:Trajanje svakog laserskog pulsa. Uže puls omogućava veću rezoluciju na daljinu, omogućavajući sistemu da razlikuje dva pomno razmaknute objekte.

Frekvencija impulsa repeticije (PRF):Stopa na kojoj se emitiraju impulsi (npr. 100 kHz na nekoliko MHz). Viši PRF generira žitnički tački i viši brzinu kadrova, ali zahtijeva brži prijemnik.

Divergencija snopa:Mjera koliko laserskog snopa širi preko udaljenosti. Niska divergencija je kritična za postizanje visoke kutne rezolucije i mogu ublažiti fine detalje u duge dometu.

Učinkovitost i toplotno upravljanje:Laserska efikasnost utječe na ukupnu sistemsku potrošnju sistema i generaciju topline. Efikasno termalno upravljanje ključno je za pouzdanost i sprečavanje drifta performansi.

Trošak:Odlučujući faktor za skalabilnost i komercijalizaciju, posebno u automobilskim aplikacijama.

U - Dubinu analizu glavnih tehnologija laserskih modula

1. Ivice - emitiraju laseru (jegulju)

Načelo tehnologije:Tradicionalni poluvodički laser u kojem se svjetlost emitira s ruba čipa. Obično se pakuju pojedinačno i zahtijevaju složeno, aktivno usklađivanje optike kolimacije.

Karakteristike:

Prednosti:Visoko vršni izlaz, zreli i dokazani proces proizvodnje, relativno niska cijena po jedinici.

Nedostaci:Inferiorni kvalitet grede s svojstvenim astigmatizmom (eliptični oblik snopa), veće i složenije ambalaže, teško se integrirati u velike dvije - dimenzijske nizove.

Primjena:Radno kolor ranijih litarskih sistema, pretežno se koristi u mehaničkom rotirajućim i hibridnim čvrstim - državnim arhitekturama.

2. Vertikalna - Šupljina površina - emitiraju laserski (VCSEL)

Načelo tehnologije:Svjetlost se emitira okomito iz gornje površine poluvodičkog čipa. To omogućava testiranje na nivou rezine i prirodno stvaranje jedne - dimenzionalne i dva - dimenzionalne nizove.

Karakteristike:

Prednosti:Superior kvaliteta grede (simetrični, kružni profil), struja s niskim pragom, manja potrošnja energije, izuzetno velika pouzdanost i jednostavno pakovanje zbog emisije površine. PojamMulti - Junction (MJ)Tehnologija, u kojoj se nalaze više aktivnih slojeva, dramatično je povećao svoju gustinu snage rivalskim jeguljima.

Nedostaci:Povijesno niže gustoću moći u odnosu na jegulje, iako je ovaj jaz zatvorio MJ - vcsels.

Primjena:U početku se koristi u potrošačkoj elektronici (npr. ID-lica pametnog telefona). MJ - VCSELice su sada dominantan izbor za čvrste tipove državne litarske -, posebnoDirektno vrijeme - od - leta (Dtof)iFlash Lidar, gdje je potrebno veliko, jednolično osvjetljenje.

3. Vlakna lasera

Načelo tehnologije:Koristi rijetku - zemlju - dopiranu optičku vlaknu kao medij dobiti. Oni su složeni sustavi koji često uključuju sjemenske lasere i pojačale.

Karakteristike:

Prednosti:Izuzetan kvalitet grede (difrakcija - ograničene), vrlo visoke vršne i prosječne sile, a primarni su izvor talasne dužine 1550 nm, iskorištavajući svoje oke - sigurnosne prednosti za dugu - otkrivanje raspona.

Nedostaci:Vrlo visok trošak, velika veličina i faktor forme, složena skupština i veća potrošnja električne energije u odnosu na poluvodičke diode.

Primjena:Primarno se koristi u performansama - kritičke primjene u kojima su maksimalni raspon i preciznost najvažniji, kao što su vojni lidar, topografsko istraživanje i visok - kraj FMCW litarskih sustava koji zahtijevaju koherentno, uske izvore [{2}} rez.

Upoređivanje tehnologije i budući trendovi

Rezervni rezime Tablica:

Budući trendovi:

Ascendencija VCSELS-a:Multi - Junction VCSEL tehnologija je učvršćen svoj položaj kao preferirano rješenje za sljedeću - generaciju, skalabilna puna - državu Lidar zbog savršenog spoj performansi, integrabilnosti i budućih troškova.

Migracija talasne dužine:Povećana istraživanja i razvoj u 1550 NM poluvodičkih lasera (npr. Ingaas -) ima za cilj sniženje troškova ove vrhunske talasne dužine, čineći da je dug - performanse nastupnije dostupnije.

Chip - Nivo integracija i silikonska fotonika:Budućnost leži u integriranju laserskog izvora, elektronike upravljačkog programa i optičkih komponenti (poput Srednjača) na jedan čip ili paket. Silicijum Photonics (SIPH) obećava da će omogućiti ultra {- male, niske - troškove, a vrlo pouzdan lidar - na- rješenja za čip.

Unapređenje FMCW Lidra:Kako FMCW tehnologija sazreva, potražnja za visokog, uskim reznim laserskim izvorima (npr., Prilagodljive lasere) rasti će, vozeti njene svojstvene prednosti u otkrivanju brzine i imunitetu za uplitanje sunčeve svjetlosti.

Odabir laserskog modula za svoj LIDAR sistem

Odabir prave tehnologije je sustavi - Odluka o nivou na osnovu primjene:

Definirajte zahtjeve primjenom:

Automobili (Series Production):PrioritetTrošak, pouzdanost, kompaktna veličina i mala potrošnja energijeDa biste ispunili stroge automobilske kvalifikacije (AEC - Q102).VCSEL NIĆAsu vodeći kandidat.

ROBOTIKA / AGVS:ZahtijevaSrednje - performanse raspona, visoka pouzdanost i nizak - do - srednji trošak. Oboje905nm jeguljaiVcselssu pogodni izbori.

Napredni vozač - Sistemi pomoći (ADAS):Balansiperformanse i troškovi. Trenutno dominira905 Nmizvori, sa1550 nmIstražuje se za premium značajke vozila.

Istraživanje i industrijski:ZahtevMaksimalni performans, ekstremni asortiman i visoka preciznost. 1550 NM vlakna laserasu standard ovdje, uprkos njihovoj cijeni.

Ključna razmatranja izbora:

Trgovina performansama - Offs:Optimizirajte trgovinu - izmeđuMaksimalni raspon, rezolucija u oblaku, brzina kadrova, iVidno polje.

Termički i strujni budžet:Osigurajte da dizajn sistema može podnijeti potrošnju energije modula i raspršiti generiranu toplinu.

Usklađenost za regulatore:Dizajn se mora pridržavati oči - sigurnosnih standarda (IEC 60825-1).

Lanac snabdevanja:Procijenite dospijeću, skalabilnost i dugovječnost laserskog dobavljača.

Zaključak

Laserski diodni modul je temeljna odrednica sposobnosti Lidar sistema. Pejzaž se razvio iz jedne dominantne tehnologije (EEL) u raznovrstan ekosustav gdjeJegulje, VCSels i vlaknasti laseriSvaki poslužuju različite performanse i tržišne segmente. Dostava jasne industrije kreće se prema većoj integraciji, nižim troškovima i poboljšanim performansama, vođenim prvenstveno inovacijama uVCSEL NIRLiSilicijumska photonikaTehnologije. Kako se ovi laserski motori i dalje napreduju, oni će otključati puni potencijal Litara, asfaltiranje načina njihovog sveprisutnog usvajanja u automobilskim, industrijskim i potrošačkim aplikacijama i istinski omogućavajući sljedeći val autonomne percepcije.

Podaci za kontakt:

Ako imate bilo kakve ideje, slobodno razgovarajte s nama. Bez obzira gdje su naši kupci i koji su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da našim kupcima pružimo visoko kvalitetne, niske cijene i najbolju uslugu.