中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
瑞波光電日前推出具備自主核心技術(shù)的新一代3J和4J的低溫漂65W、135W、165W 905nm芯片系列，波長(cháng)隨溫度變化系數小于0.09nm/K，部分型號達到0.06nm/K，在溫度漂移特性已經(jīng)接近甚至優(yōu)于VCSEL，實(shí)現了國產(chǎn)905nm EEL芯片的重大技術(shù)突破，填補了國內空白，同時(shí)削弱了VCSEL的競爭優(yōu)勢。
??瑞波公司新一代905芯片系列有四個(gè)特點(diǎn)：
??溫漂系數低，即波長(cháng)隨溫度的變化率低。一般市面上905nm的EEL激光器，波長(cháng)隨溫度變化率在0.28nm/ K，而瑞波新一代65W、135W、165W 905nm芯片系列的溫漂系數小于0.09nm/K，部分型號的溫漂系數為0.06nm/K。光源本身的波長(cháng)變化率越小，探測器的帶通濾波器的波長(cháng)范圍就可以設置得更窄，對于激光雷達整體的抗噪性能和測量精度的提高都有很大幫助。
??功率密度高、功率高。在3J 65W等級產(chǎn)品里面實(shí)現了110μm業(yè)界超窄的發(fā)光線(xiàn)寬，在3J 135W和4J 165W等級實(shí)現220μm業(yè)界超窄的發(fā)光線(xiàn)寬，有助于支持實(shí)現長(cháng)距離測距和高精度測距。激光器本身的發(fā)光尺寸越窄，經(jīng)過(guò)透鏡之后得到的平行光斑就越小，光斑中心部分光強就越強，可以打得更遠，測的精度也越高。3J芯片和4J芯片的斜率效率分別達到了3.5W/A和4.5W/A， 其中新一代4J芯片實(shí)現了量產(chǎn)芯片里最高的輸出功率165W。
??快軸和慢軸發(fā)散角得到優(yōu)化。瑞波公司新一代905nm芯片快軸發(fā)散角為22o，慢軸發(fā)散角為10 o，而常規905nm芯片的快軸發(fā)散角通常為30o，慢軸發(fā)散角17 o，這樣意味經(jīng)過(guò)準直后的實(shí)際等效功率密度會(huì )得到大大提升。
??高溫下功率穩定性全球最佳。瑞波公司新一代905nm芯片在環(huán)境溫度從25變化到125攝氏度，功率變化量小于30%，而該指標的行業(yè)普遍水平為40-50%。高溫下功率穩定意味著(zhù)高熱負載下功率穩定。據評估，瑞波芯片在500KHz高重頻下仍然有優(yōu)秀的輸出功率。
??“我們認為激光雷達中的EEL和VCSEL技術(shù)，屬于既競爭又補充的關(guān)系，就像VCSEL在不斷提升光功率密度一樣，EEL也在不斷優(yōu)化溫漂特性、發(fā)散角特性等性能，同時(shí)不斷降低成本，瑞波光電一直致力于開(kāi)發(fā)高性能的EEL芯片，在保持高功率密度的前提下，不斷提升光學(xué)性能和溫度特性，為激光雷達的設計帶來(lái)系統性革新?！鄙钲谌鸩ü怆娮佑邢薰臼袌?chǎng)負責人于占濤表示。
??“EEL相比VCSEL的最大技術(shù)優(yōu)勢是光功率密度非常高，比VCSEL至少高1個(gè)數量級。目前瑞波光電開(kāi)發(fā)的905nm EEL芯片的功率密度可以達到50KW2，而當前VCSEL通過(guò)多結工藝將功率密度最高提升到2KW2，但仍與EEL有很大的差距?！?br/>
?從上述表中我們可以發(fā)現，多結VCSEL相比低溫漂EEL，仍存在功率密度的短板，且低溫漂優(yōu)勢被追平，EEL可將溫漂降系數低到0.06nm/K甚至更低，VCSEL僅剩低成本、二維特性方面的優(yōu)勢，但是EEL仍可以通過(guò)性能改進(jìn)和規?；圃?，抵消VCSEL的優(yōu)勢。例如EEL可以通過(guò)規模效應和自動(dòng)化制造技術(shù)將成本降低至VCSEL同等級別;EEL可以通過(guò)封裝實(shí)現二維可尋址陣列;新一代EEL的快軸發(fā)散角寬度已經(jīng)比上一代減少1/3，未來(lái)還有改善的空間;同時(shí)EEL有個(gè)優(yōu)勢是偏振態(tài)固定，而VCSEL的偏振態(tài)比較隨機、影響測距的精度。另外，VCSEL陣列在高功率輸出的同時(shí)工作電流需要達到數百A，這也對驅動(dòng)電源形成很大的挑戰。
