淺談激光雷達與光源選擇

  近幾年來，自動駕駛的概念越來越頻繁地被提及，而自動輔助駕駛技術(shù)也在快速地發(fā)展。隨著自動駕駛輔助系統(tǒng)在量產(chǎn)車型上的需求與日俱增，相關(guān)的感知硬件也得以快速發(fā)展。

  自動(輔助)駕駛是通過感知硬件來感知周圍的路況。目前汽車上應用到的感知硬件包括但不限于：攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達以及V2X相關(guān)硬件等。

  激光雷達(Light Detection And Ranging 或LiDAR)，也叫光學雷達，是激光探測與測距系統(tǒng)的簡稱。激光雷達技術(shù)實際不是新鮮的發(fā)明，自上世紀60年代就有激光雷達被發(fā)明和應用的案例。

  激光雷達主要包括激光發(fā)射、接收器、掃描器和信號處理電路。激光發(fā)射器光源是核心組件之一，主要采用的光源方案有：

  · 905nm VCSEL陣列

  · 1550nm EEL (DFB 陣列)

  · 1550nm gain chip plus ECL

  目前激光雷達廠商主要使用波長為905nm 和 1550nm 的激光發(fā)射器，波長為1550nm 的光線不容易在人眼液體中傳輸，這意味著采用波長為 1550nm 激光的激光雷達的功率可以相當高，而不會造成視網(wǎng)膜損傷。更高的功率，意味著更遠的探測距離，更長的波長，意味著更容易穿透粉塵等障礙。

  1.55um波長的增益芯片(Gain Chip)搭載外腔的形式在近些年受到了LiDAR廠家的格外關(guān)注。Gain Chip作為激光雷達的種子光源，其本身的ASE光譜特征就呈現(xiàn)出寬光譜的特點，通常能達到50nm以上(3dB帶寬)，ASE光功率在6dBm以上(HR型)。較寬的光譜有利于通過外腔篩選篩選出最佳的波長，同時篩選寬譜光經(jīng)過外腔后帶寬變窄到數(shù)十kHz甚至更窄，光功率在達到16dBm以上，能夠較好地滿足LiDAR激光發(fā)射器的指標要求。

HR型增益芯片搭載ECL

LR型增益芯片+ECL

  增益芯片在激光雷達有著廣闊的應用市場，在相干通信領(lǐng)域同樣有著舉足輕重的地位。針對通信及傳感市場，安立公司可以提供1480nm到1600nm波段的增益芯片，可以接受客戶的定制開發(fā)需求。