高效激光二極管推動LiDAR應用發展
發布時間:2022-05-30 來源:艾睿電子 責任編輯:wenwei
【導讀】LiDAR(激光探測與測距,激光雷達)已經成為測距應用中的一種關鍵技術,隨著技術越來越成熟與產品價格更趨合理,使其應用越來越廣泛。本文將為您介紹LiDAR技術的發展,以及來自ROHM的激光二極管解決方案。
能夠準確感測物體之間距離的LiDAR技術
LiDAR是由ToF(飛行時間)係統(光源和ToF傳感器或圖像傳感器等)等組成,用來感測周圍情況的一種應用,通常是通過一束脈衝雷射來測量目標的距離等參數。激光雷達在測繪學、考古學、地理學、地貌、地震學、林業、遙感以及大氣物理等領域都有應用。此外,這項技術還用於機載激光地圖測繪、激光測高、激光雷達等高線繪製等具體應用中。
jiguangleidazuijibendegongzuoyuanliyuwuxiandianleidabingmeiyouqubie,jiyouleidafashexitongfasongyigexinhao,jingmubiaofanshehoubeijieshouxitongshouji,tongguoceliangfansheguangdeyunxingshijianerquedingmubiaodejuli。yinweiguangsushiyizhide,suoyigenjufasheguangdefachushijianhehouxiangsansheguangdejieshoushijiandeshijiancha,jiukejisuanchujiguangqiyuwutizhijiandejuli,zhejiushijiguangleidanengcejudeyuanli。
激光二極管(LD)zeshijiguangleidadeguanjianqijianzhiyi,tashiyizhongjiguangshengchengqi,qigongzuowuzhishibandaoti,shuyugutijiguangshengchengqi,dabufenjiguangerjiguanzaijiegoushangyuyibanerjiguanxiangsi。cizhongdianziqijianzaozai1962年出現,早期隻能夠發出低亮度的紅光,及後發展出其他單色光的版本,時至今日,能夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外線,亮度亦提高到相當高的程度,激光二極管具有效率高、體積小、壽命長的優點。
更遠、更準確及更低功耗的激光二極管
近年來,在掃地機器人、AGV(工業用自動駕駛車輛)和自動駕駛汽車等需要自動化工作的廣泛應用中,可以準確測量距離和識別空間的LiDAR日益普及。在這種背景下,為了能夠更遠、更準確及更低功耗地檢測到信息,這對提高作為光源的激光二極管的性能提出了更高要求。
全球知名半導體製造商ROHM一直致力於開發、供應包括LED在內的FP激光二極管和VCSEL(垂直腔麵發射激光器)產品,最近此類產品在掃地機器人和監控攝像頭等領域的ToF傳感器光源等應用中日益普及。
同時,ROHM利(li)用(yong)在(zai)推(tui)出(chu)各(ge)種(zhong)產(chan)品(pin)過(guo)程(cheng)中(zhong)積(ji)累(lei)的(de)光(guang)學(xue)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)開(kai)發(fa)經(jing)驗(yan)和(he)技(ji)術(shu),持(chi)續(xu)推(tui)進(jin)在(zai)更(geng)大(da)程(cheng)度(du)地(di)發(fa)揮(hui)出(chu)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)性(xing)能(neng),並(bing)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)研(yan)發(fa)。ROHMhaitongguoyuanqijiandekaifajiqizaimokuaizhongdeyingyong,kaifachuzhongduogejuyoushidechuanganqiguangyuanchanpin,weitigaojulicelianghekongjianshibiexitongdejingduzuochulegongxian。
75W高輸出功率的激光二極管
日前,ROHM開發出一款高輸出功率半導體激光二極管――RLD90QZW3,非常適用於搭載測距和空間識別用LiDAR的工業設備領域的AGV和服務機器人、消費電子設備領域的掃地機器人等應用。
ROHM已經擁有實現了更窄的激光線寬的自有專利技術,有助於LiDAR支持更遠的距離並實現更高的精度。25W高輸出功率激光二極管RLD90QZW5從2019年開始量產,在以消費電子設備領域為主的應用中越來越多地被采用。此次,為了將應用擴展到市場日益增長的工業設備領域,ROHM開發出75W高輸出功率的激光二極管RLD90QZW3。
RLD90QZW3是一款紅外75W高輸出功率激光二極管,針對利用3D ToF係統進行測距和空間識別的LiDAR而開發。利用ROHM自有的元器件開發技術,在業界同等輸出功率激光二極管中實現了225µm的超窄線寬,與線寬290µm、溫度相關性0.25nm/℃的普通產品相比,線寬縮窄22%,實現了高光束性能。
同時,通過使發光強度更均勻,並利用激光波長較低的溫度相關性,激光波長的溫度相關性低至0.15nm/℃,與普通產品相比可降低40%,不易受溫度變化的影響,因此可穩定發揮高性能,因此有助於LiDAR在(zai)各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)下(xia)實(shi)現(xian)長(chang)距(ju)離(li)應(ying)用(yong),而(er)在(zai)測(ce)量(liang)距(ju)離(li)相(xiang)等(deng)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),也(ye)有(you)助(zhu)於(yu)實(shi)現(xian)和(he)更(geng)高(gao)精(jing)度(du)。此(ci)外(wai),與(yu)窄(zhai)線(xian)寬(kuan)存(cun)在(zai)此(ci)消(xiao)彼(bi)長(chang)關(guan)係(xi)的(de)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(PCE),也達到了與普通產品同等的21%(正向電流24A、75W輸出時),因此在采用RLD90QZW3時無需擔心會增加功耗。如欲了解更多信息,請訪問RLD90QZW3產品頁麵:https://www.rohm.com.cn/products/laser-diodes/high-power-lasers/rld90qzw3-product。
目前,ROHM正在開發具有120W高輸出功率和車載級(符合AEC-Q102標準)激光二極管產品。未來,ROHM將繼續為包括汽車領域在內的安全、便捷的LiDAR應用產品的開發貢獻力量。
多樣化支持工具加快產品開發速度
為了協助客戶的新產品開發,支持產品快速引入市場,ROHM在官網上免費提供評估和導入新產品所需的豐富設計數據,其中包括含有驅動電路設計方法的應用指南、電路板開發用的數據和仿真用的模型(SPICE模型、Ray數據)等。
此外,ROHM也推出單通道LiDAR(REFLD001)參考設計,這是一款單通道LiDAR演示板,可讓您使用LiDAR ToF範圍技術檢查高速光學前端的運行情況,測量距離可達50m。
REFLD001參考設計基於LiDAR ToF技術,使用方便,便於客戶進一步開發。此外,通過高速開關可實現低功耗的遠距離測量。REFLD001采用ROHM 905nm 75W RLD90QZW3不可見激光二極管,可支持遠距離測量,在相同LD功率條件下提供更省電的15nsec脈衝激光器,且所有係統都是采用單一電源供應。LiDAR ToF架構可應用於汽車以及消費和工業機械領域,可廣泛應用於LiDAR激光雷達、距離測量工具、安全傳感器/接近傳感器、BIM(建築信息模型)、停車輔助係統、機器人吸塵器、AGV等產品。
結語
隨著高功率激光二極管的推出,使得LiDAR應用的效能表現越來越好,市場接受度也逐漸攀升。由ROHM推出的紅外75W高輸出功率激光二極管具備更高的精度與更低的功耗,並提供完整的技術支持,將是LiDAR應用的更佳器件選擇。
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