雷達的歷史背景
從2015年到2020年，該國發(fā)布了一系列相關政策，重點關注“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”和“自動駕駛汽車”。2020年初，國家發(fā)布了兩個計劃，分別是智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略和汽車駕駛自動化分類，明確了自動駕駛的戰(zhàn)略地位和未來發(fā)展方向。
全球知名咨詢公司Yole Development發(fā)布了一份與“汽車和工業(yè)應用中的激光雷達”相關的行業(yè)研究報告，提到汽車領域的激光雷達市場到2026年有可能達到57億美元，預計未來五年的復合年增長率可能超過21%。
在汽車自動駕駛領域，有兩大主流的自動/輔助駕駛技術流派，分別是純視覺派和激光雷達等不同傳感器融合方案。目前，激光雷達因其測距能力強、分辨率高和抗干擾性好等優(yōu)點，越來越受到眾多企業(yè)的青睞，成為相機、毫米波雷達等其他檢測方法不可或缺的補充。
作為汽車視覺的“眼睛”，激光雷達的性能具有核心影響力，直接影響自動/輔助駕駛的安全性。激光雷達的傳輸峰值功率越高，其探測距離就越遠，相應的空間分辨率和檢測靈敏度也越高，天氣干擾造成的影響也就越小。
在汽車激光雷達市場中，EEL型905nm半導體激光器因其結構簡單、體積小巧且成本低廉而成為主流的激光雷達激光源。然而，由于其材料和波長間隔的限制，該模塊存在一定的局限性，目前尚不能滿足人眼安全波長要求，并且在高重復頻率和窄脈沖模式下操作，導致測距能力的損失。從某種意義上說，這些特性成為了其進一步發(fā)展的障礙。
VCSEL激光器具有獨特的圓形光束傳輸能力，在提高雷達分辨率和大幅簡化光束成形成本方面具有一定優(yōu)勢。然而，由于其相對較短的發(fā)展歷史和較低的傳輸功率，極大地限制了其在激光雷達方向的應用。
人眼結構圖
在汽車無人駕駛領域的發(fā)展中，被認為有三個核心方面：環(huán)境感知與定位、決策規(guī)劃和執(zhí)行控制。為了實現(xiàn)成熟和安全的無人技術，首先需要克服環(huán)境感知部分的技術挑戰(zhàn)。環(huán)境感知意味著監(jiān)測自動駕駛行為參與者（如無人車、無人機等）周圍的環(huán)境，并通過攝像頭、傳感器和激光雷達整合信息。
傳統(tǒng)的激光雷達常用905nm波長的近紅外激光，這種激光器相對成熟且成本較低。然而，考慮到人眼安全的要求，激光的輸出功率明顯受到限制。同時，在陽光下有更多的近紅外背景光，傳感器的信噪比在物理上受到限制，最大檢測距離被限制在大約150米。
為了有效地克服這些挑戰(zhàn)，無人駕駛技術的研發(fā)正在探索更先進的激光雷達技術和傳感器融合方案。例如，一些研究和開發(fā)正在聚焦于使用不同波長的激光，以減少陽光干擾并提高探測距離。此外，提高激光雷達的分辨率和精度，以及通過算法優(yōu)化增強環(huán)境感知能力，也是實現(xiàn)安全無人駕駛的關鍵因素。通過不斷的技術創(chuàng)新和改進，未來的無人駕駛技術有望更加安全、可靠和高效。
我們的產品
亮源激光開發(fā)的1550nm紅外激光器的安全限值比905nm激光器高出約兩個數(shù)量級。由于較長的波長，這種激光器的穿透力更強，因此背景光干擾問題相對可以忽略，這使得它更適合在雨天和霧天使用，能夠實現(xiàn)遠距離檢測和測距。同時，通過使用相干技術，探測器只對自身發(fā)射的激光回聲作出響應。這種激光雷達的信噪比遠高于905nm的ToF（時間飛行）激光雷達，其最大探測距離可達1000米以上，在特殊場景中甚至可達數(shù)公里。
此外，由于獨特的泵浦調制技術，這種激光雷達避免了因泵浦常開而產生的大量ASE（放大自發(fā)輻射）噪聲和功耗，這在市場上類似產品中也是一個顯著的優(yōu)勢。這些特性使得1550nm激光雷達在遠距離探測、高信噪比和低功耗方面表現(xiàn)出色，是無人駕駛技術中環(huán)境感知能力的重要提升。
1550nm激光雷達的這些優(yōu)勢意味著在復雜和多變的環(huán)境條件下，如惡劣天氣和高光照條件下，無人駕駛車輛能夠更準確地感知周圍環(huán)境，從而提高整體的駕駛安全性。這一技術的發(fā)展和應用，標志著無人駕駛技術在感知精度和適應性方面的重大進步。
1550nm 光纖激光功率放大器簡單流程圖
Mini 脈沖激光器
我們近年推出的最新1.5μm微脈沖光纖激光器在體積、重量、功耗等技術指標方面相比小型脈沖光纖激光器進行了進一步優(yōu)化。這款激光器因其緊湊的結構和相對較低的功耗，與市場上類似的激光產品相比，被視為汽車激光雷達最合適的激光光源。
1.5μm微脈沖光纖激光器的主要優(yōu)勢包括：
· 緊湊的設計：這種設計使得激光器可以輕松集成到汽車的各種部件中，即使是在空間有限的區(qū)域也能安裝。
· 低功耗：較低的功耗有利于提高整體的能效，對于電動汽車而言，這意味著可以幫助延長電池的續(xù)航能力。
· 優(yōu)化的性能指標：在體積、重量和功耗等方面的優(yōu)化，使其在激光雷達應用中表現(xiàn)出色，尤其是在需要長時間運行的場景中。
1.5μm激光器的這些特性使其在汽車激光雷達領域中具有重要的應用潛力。它們能夠提高雷達系統(tǒng)的整體性能，特別是在需要高精度和高可靠性的自動駕駛應用中。
使用的核心技術
- 納秒級窄脈沖驅動技術
- 光學非線性效應抑制技術
- 獨特功耗優(yōu)化技術
- 近衍射極限光束質量控制技術
1550nm脈沖光纖雷達逐漸成為趨勢
總的來說，激光源的選擇對于決定激光雷達系統(tǒng)的性能至關重要。雖然傳統(tǒng)的905nm半導體激光器已被廣泛使用，但它們存在一定的局限性，這些局限性阻礙了激光雷達技術發(fā)揮其全部潛力。相比之下，采用1550nm波長的光纖激光器代表了高端激光雷達系統(tǒng)發(fā)展的顯著趨勢。
這些激光器提供了眼睛安全的操作、抗干擾能力、擴展的探測范圍和改善的圖像質量。此外，使用相干技術可以增強信號質量，使激光雷達系統(tǒng)在各種應用中表現(xiàn)出色，包括自動駕駛、激光測距、遠程感測和安全監(jiān)控等。激光源向1550nm發(fā)展的趨勢將徹底改變激光雷達技術，為更安全、更高效和高性能的應用鋪平道路。
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