Введение

С быстрым развитием науки и технологий LiDAR (Light Detection and Ranging), как передовая активная оптическая технология дистанционного зондирования, играет жизненно важную роль в различных отраслях. От интеллектуального транспорта и автономного вождения до промышленной автоматизации, LiDAR стал неотъемлемой частью современной жизни. В системе LiDAR производительность источника света напрямую определяет ключевые параметры, такие как диапазон обнаружения, точность и надежность. 905нм многослойный импульсный лазерный диод стал одним из основных источников света в LiDAR благодаря своим уникальным характеристикам и преимуществам. В данной статье систематически представлены основные принципы, преимущества применения и практические примеры использования 905нм многослойных импульсных лазерных диодов в LiDAR.

Основной принцип 905нм многослойных импульсных лазерных диодов

• Принцип работы: Несколько PN-переходов вертикально интегрированы в полупроводниковую подложку. Каждый переход может независимо генерировать лазерное излучение и работать одновременно при подаче импульсов тока.

• Длина волны 905нм: Это относится к выходной длине волны лазера. Диапазон 905нм в настоящее время является наиболее широко используемой длиной волны излучения в коммерческих системах LiDAR. Он предлагает хорошее соотношение безопасности для глаз и сильной атмосферной проницаемости, соответствуя требованиям большинства наружных и автомобильных сценариев.

• Многослойная структура: Несколько активных слоев соединены последовательно с использованием туннельных переходов. Эта структура увеличивает пропускную способность тока и пиковой выходной мощности без увеличения площади чипа, улучшая общую эффективность и тепловую стабильность — ключевые преимущества в современном дизайне полупроводниковых оптоэлектронных устройств.

• Импульсные характеристики: По сравнению с лазерами непрерывного излучения, импульсные лазеры могут выделять чрезвычайно высокую энергию за короткие промежутки времени, что приводит к высокой пиковой мощности. Ширина импульса и частота повторения могут быть точно контролируемыми для повышения разрешения дальномера и четкости сигнала. Кроме того, низкий рабочий цикл (~0.1%) 905нм многослойного импульсного лазерного диода минимизирует тепловые эффекты, что делает его идеальным для компактных конструкций лазерных систем.

Преимущества применения 905нм многослойных импульсных лазерных диодов

• Низкие затраты на обнаружение и структуру:
  Лазеры 905нм работают в чувствительном диапазоне кремниевых фотодетекторов, которые широко доступны, экономически эффективны и высоко интегрированы. Это делает 905нм многослойный импульсный лазерный диод выгодным с точки зрения общих затрат на систему. Более того, многослойная структура увеличивает выходную мощность без увеличения размера или стоимости чипа. Поскольку технологии производства полупроводников продолжают развиваться, стоимость производства многослойных чипов снижается, что дополнительно снижает общие затраты на систему.

• Миниатюрный дизайн и легкая интеграция:
  Компактный форм-фактор 905нм многослойных лазерных диодов — некоторые из них имеют размер менее миллиметра — делает их идеальными для интеграции в миниатюрные системы LiDAR. Кроме того, эти диоды могут быть изготовлены в виде массивов (например, 1×N или 2D) для достижения более высокой выходной мощности и обеспечения гибкого управления лучом.

• Расширенный диапазон обнаружения:
  Расстояние обнаружения является критическим показателем производительности в приложениях LiDAR. Высокая пиковая мощность 905нм многослойного импульсного лазерного диода значительно увеличивает диапазон обнаружения системы. В LiDAR для автомобилей это позволяет рано обнаруживать препятствия на больших расстояниях, предоставляя необходимое время реакции для систем автономного вождения.

• Высокая точность измерений:
  Точность измерения расстояния зависит от точности временной синхронизации лазерного импульса. 905нм многослойный импульсный лазерный диод поддерживает генерацию ультракоротких импульсов с точным контролем ширины импульса и частоты повторения. Это позволяет системе LiDAR точно измерять время пролета и минимизировать ошибки дальномера.

Практические применения 905нм многослойных импульсных лазерных диодов в LiDAR

• Автомобильный LiDAR (ADAS и автономное вождение):
  В интеллектуальных автомобилях 905нм многослойный импульсный лазерный диод обеспечивает высокую чувствительность и дальнобойное обнаружение для LiDAR, предоставляя надежные данные для ADAS (системы помощи водителю) и систем автономного вождения.

• Промышленная автоматизация и навигация роботов:
  Благодаря высокой выходной мощности и частоте повторения, эти диоды широко используются в промышленной автоматизации для позиционирования роботов, навигации и избежания препятствий.

• Интеллектуальный транспорт и LiDAR для БПЛА:
  Быстрое время отклика и высокая адаптивность к окружающей среде 905нм многослойного импульсного лазерного диода делают его хорошо подходящим для систем мониторинга трафика LiDAR, таких как обнаружение скорости и контроль нарушений, а также для картографирования и навигации на основе БПЛА.

Заключение

905нм многослойный импульсный лазерный диод быстро стал основным источником света для систем LiDAR следующего поколения благодаря своей высокой выходной мощности, высокочастотному излучению, компактному дизайну и отличной надежности. Он широко используется в автомобильном LiDAR, промышленной автоматизации, интеллектуальном транспорте и приложениях БПЛА. С продолжающимся технологическим прогрессом ожидается, что эти лазерные диоды сыграют еще более заметную роль в будущих высококачественных и новых областях.

Хотите узнать больше о лазерной технологии? Посетите наш сайт: erditechs.com