广告

225μm超窄线宽开启激光测距新时代

2021-07-30 17:02:58 邵乐峰 阅读:
准确测量距离和识别空间的LiDAR日益普及,作为光源的激光二极管面临着越来越高的性能要求,225μm超窄线宽激光二极管可以实现哪些技术优势呢?

近年来,在扫地机器人、AGV和自动驾驶汽车等需要自动化工作的广泛应用中,可以准确测量距离和识别空间的LiDAR日益普及。在这种背景下,为了能够“更远”、“更准确”、“更低功耗”地检测到信息,作为光源的激光二极管面临着越来越高的性能要求。3hUednc

3hUednc

“RLD90QZW3”是ROHM公司日前针对上述领域开发出的一款高输出功率(75W)半导体激光二极管。利用ROHM自有的元器件开发技术,在业界同等输出功率激光二极管中实现了225µm的超窄线宽。与线宽290µm的普通产品相比,线宽缩窄22%,实现了高光束性能。同时,通过使发光强度更均匀,并利用激光波长较低的温度依存性,可稳定发挥高性能,有助于LiDAR在各种环境下实现长距离应用和更高精度。值得一提的是,与窄线宽存在此消彼长关系的光电转换效率,也达到了与普通产品同等的21%(正向电流24A、75W输出时),用户无需担心功耗增加问题。3hUednc

更长距离,更高精度

众所周知,FPLD和VCSEL是两种用于3D测距的激光光源种类。根据不同的应用和测距距离要求,所使用的光源也不太一样。一般来说,对于长距离测距,一般通过旋转式3DToF来实现,通常使用大功率FPLD激光器;对于短距离测距,一般通过旋转式和照射式两种方法实现。其中,旋转式3DToF采用毫瓦级小功率FPLD,照射式方案中的低成本应用,通常采用LED作为光源,而对于高分辨率、高精度的照射用3DToF,一般会采用“VCSEL+扩散板”方案来实现。3hUednc

3hUednc

而所谓的3DToF,实际就是激光器发射出来的光照射到对象物上,经过照射物反射后,利用感光元件对反射光进行接收,再通过MCU对照射光和反射光的信号进行对比计算,得出光源到对象物的距离、形状、位置等各种信息。3hUednc

3hUednc

根据ROHM半导体(北京)有限公司技术中心助理经理吴波的介绍,FPLD和VCSEL激光器最大的区别在于激光传导路径的不同。从下图可以看出,当FPLD芯片中正负电极通电之后,激光是从芯片的一边进行发射,这种FPLD也被称之为“边发射型FPLD”。与此相对应的VCSEL,则是在正负电极通电之后,激光垂直于芯片本身从上方直接发射出来,故而也被称之为“垂直腔面发射激光器”。3hUednc

3hUednc

“RLD90QZW3”利用ROHM激光二极管元器件开发相关的专利技术,作为LiDAR用的75W高输出功率激光二极管,实现了225μm的业界超窄线宽。通过高密度发光实现了高光束性能。此外,除了在整个线宽范围成功地使发光强度更均匀外,激光波长的温度依存性低至0.15nm/℃,不易受温度变化的影响,因此可稳定地发挥其性能。3hUednc

3hUednc

与同等输出功率、线宽290µm、温度依存性0.25nm/℃的普通产品相比,线宽缩窄22%,激光波长的温度依存性也可降低40%,因此可支持LiDAR的长距离应用;而在测量距离相等的情况下,有助于实现更高精度。3hUednc

3hUednc

新产品采用专利技术,在同等输出功率的产品中,不仅实现了业界超窄的线宽,而且,在与线宽存在此消彼长关系的光电转换效率方面,也实现了与普通产品同等的21%的效率(正向电流24A、75W输出时)。因此,在采用时无需担心功耗增加。3hUednc

3hUednc

同时,为了加快本系列产品的市场引入,在ROHM官网上还免费提供评估和导入本系列新产品所需的丰富设计数据,其中包括含有驱动电路设计方法的应用指南、电路板开发用的数据和仿真用的模型(SPICE模型、Ray数据)等。3hUednc

3hUednc

深耕传感器光源领域

一直以来,ROHM致力于开发并供应包括FP激光二极管(FPLD)和VCSEL产品,早在1984年,就量产了780纳米FPLD激光器件。经过30多年的量产,面向CD、DVD、激光打印机、PM2.5检测等多个市场,开发出多款不同波长、不同功率的激光器件。3hUednc

3hUednc

最近两年,905纳米大功率激光器成为公司发展重点。得益于拥有能够实现更窄激光线宽的自有专利技术,ROHM在2019年实现了25W高输出功率激光二极管“RLD90QZW5”的量产,主要面向消费电子设备领域。除此之外,目前,ROHM正在开发具有120W高输出功率和车载级(符合AEC-Q102标准)激光二极管产品。而在VCSEL领域,4W以下的小功率VCSEL今年将陆续实现量产,100W大功率VCSEL正在开发中。 3hUednc

3hUednc

基于MOCVD的自有晶体生长技术、Wet-Dry蚀刻相结合的精细化加工技术、以及实现高品质和稳定供应的公司自有生产线,是吴波列举的ROHM激光二极管生产制造具备的三大优势。而除了元器件开发外,吴波还强调了模块开发的重要性,例如通过在VCSEL模块中集成光源、开关芯片、以及相应的驱动电容,就能够大幅减少驱动电路的寄生参数,从而大幅提升驱动速度,使得模块型VCSEL的出光功率相比传统的分离器件方案提高约30%左右。3hUednc

3hUednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
邵乐峰
暂无简介...
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 华盛顿大学首创用人体热能为可穿戴电子设备供电 从健康和健身追踪器到虚拟现实设备,可穿戴电子产品已成为我们日常生活的一部分,但找到持续为这些设备供电的方法是一项挑战。华盛顿大学的研究人员开发了一种创新的解决方案:首创的柔性、可穿戴热电设备,可将体热转化为电能。
  • iFixit 拆解M2 MacBook Ai:没有散热器,但有用途不明的加 日前,iFixit发表了M2 MacBook Air的拆解视频,表示在M2 MacBook Air 中发现了新增的端口,以及加速度计。
  • 小米12S Ultra游戏性能超越iPhone 13 Pro Max?高通骁龙 高通将骁龙8 Plus Gen 1的量产交给台积电之后,其生产技术带来了许多改进,其中之一是提高了游戏性能。众所周知,Apple 的 A15 Bionic 是目前公认的最快的移动 SoC,但这一认知却被小米 12S Ultra 搭配高通骁龙8 Plus Gen 1所颠覆。
  • 给廉价蒸蛋器DIY出智能温控,烧了多个仿真器和USB HUB后 笔者手上有一台型号为ZDQ-514Q1的小熊蒸蛋器,弹跳式自锁开关。由于这台蒸蛋器水烧干了,温度上升,温度开关断开停止加热;待温度降低之后,温度开关重新闭合,重新加热。 不仅不节能,也不安全。因此笔者考虑,能不能给这台“低配”电器DIY出“智能”模式……
  • 无需电池即可运行的健康监测可穿戴设备 由加州大学欧文分校的研究人员发明的一种新型自供电手表式健康监测器可以跟踪佩戴者的脉搏,并与附近的智能手机或平板电脑进行无线通信——无需外部电源或电池。
  • 苹果新款Apple Watch Series 8新增内置传感器,可监测体 据最新报道称,由于新的内置传感器,即将推出的Apple Watch Series 8将能够告诉佩戴者是否体温高于正常水平。
  • 小米12s系列发布:首款徕卡品牌、1 英寸摄像头传感器、 继一加牵手哈苏(HASSELBLAD)以及 Vivo 牵手蔡司之后,小米和徕卡在今年早些时候也宣布建立合作伙伴关系。小米在六月底宣布,小米 12S 系列将成为该交易的第一批手机,就在昨日,小米举办了小米12S系列新品发布会,包括小米12S、小米12S Pro、小米12S Ultra三款手机,这三款手机均提供徕卡 Summicron 镜头以减少眩光并提高透光率,同时还提供徕卡成像配置文件。
  • 如何评估3D音频解决方案 沉浸式3D/空间音频,与XR/360视频相结合,给您带来宛若置身于茂密深林的视听体验——飘落的细枝在脚下嘎吱作响,一头鹿向东原跑去,当您的目光追着一只红衣凤头鸟而远去时,您能听见它扇动翅膀的声音。精准的头部跟踪有助于提供逼真的用户体验(UX),了解评估解决方案的关键因素,可以帮助您在不断发展的行业中找到方向。
  • 芯海:信号链MCU新标杆——SmartAnalog系列 6月17日,在AspenCore举办的“全球MCU生态发展大会”上,芯海科技高级产品经理王伟发表了“信号链MCU新标杆:SmartAnalog系列”主题演讲。
  • 波兰网友拆德国产无线烟感,烟雾探测原来是这样实现! 本文将展示具有433MHz RF通信的CC-80型烟雾探测器的内部,我将指出它的各个部件都有什么作用,还将解释它如何检测烟雾。
  • 模拟和传感器芯片短缺真相 考虑到汽车和工业电子产品中正在进行的电气化和传感器激增,模拟芯片和传感器的可用性问题可能只会变得更糟。
  • 利用IIoT进行智能水资源管理 我们需要有效的水资源管理,通过减少浪费和更有效地回收废水来节约用水。通过防洪减灾来保护脆弱的城市和基础设施也是如此。那么我们可以做些什么来解决这些问题呢?工业物联网(IIoT)可能会提供一些潜在的解决方案。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了