Los LiDAR para automoción despiertan cada vez más interés y abarcan gradualmente una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, los LiDAR para automóviles tienen dos bandas láser principales. Discutiremos las ventajas y desventajas de estas dos bandas sin considerar la solución de tecnología de imagen. En un sistema LiDAR, el láser genera pulsos láser; el modulador láser controla la dirección y los canales de la luz a través del controlador del haz. Por último, la luz se emite hacia los objetivos a través del sistema óptico de emisión.
La longitud de onda es el indicador más crítico de los láseres, y generalmente se tienen en cuenta cuatro factores: la seguridad para el ojo humano, la interacción con la atmósfera, los láseres opcionales y los fotodetectores. El láser es una luz de un solo color y una sola longitud de onda. Diferentes láseres pueden ser generados por diferentes generadores para diferentes aplicaciones, incluyendo ultravioleta (10-400nm), luz visible (390-780nm) y luz infrarroja(760nm-1mm). En la banda de onda de 400-1400nm, el láser podría atravesar el vítreo y enfocar la retina. Las células fotorreceptoras resultarán dañadas si la temperatura de la retina aumenta más de 10ºC. Los láseres por debajo de 400 nm o por encima de 1400 nm podrían ser absorbidos por el cristalino y la córnea, por lo que los láseres de alta potencia en dichas bandas pueden provocar cataratas o quemar el cristalino. Es muy probable que los láseres de infrarrojo cercano causen daños en los ojos humanos, ya que las células fotorreceptoras no son sensibles a estos láseres. El desgaste permanente de los ojos puede haberse producido antes de que los ojos puedan sentirlo.
Para evitar dañar los ojos humanos, los LiDAR pueden seleccionar dos rangos de longitud de onda. Uno está dentro de 1000nm, y el valor típico es 905nm. En este caso, los receptores pueden ser de silicio, que es un producto maduro de bajo coste. Otra es entre 1000 y 2000nm, el valor típico es 1550nm, esta longitud de onda no puede ser detectada por el silicio, y se requieren detectores Ge/InGaAs. En comparación con los fotodetectores de InGaAs, los detectores de Si están realmente más maduros. Sin embargo, con el rápido desarrollo del LiDAR de 1550 nm en los últimos años, la diferencia de precio entre los detectores de Si y los de InGaAs (ambos se refieren a APD) se reduce rápidamente. Con la misma potencia, el rendimiento de seguridad ocular del láser de 1550 nm podría ser 40 veces superior al de 905 nm, lo que permitiría al LiDAR de mayor potencia alcanzar un mayor alcance de detección. Por lo tanto, podemos extraer la primera conclusión: el láser de 1550 nm tiene mejor seguridad ocular y mayor alcance de detección que el láser de 905 nm.
La segunda ventaja de 1550nm sobre 905nm es que el primero tiene una fuerte penetración atmosférica y una mayor precisión de detección. El láser de 1550 nm tiene una gran capacidad antiinterferente y una mejor colimación y brillo del haz. Estas ventajas permiten que un LiDAR posea una emisión y recepción láser más eficientes, para lograr un reconocimiento de objetos más refinado. Además, el láser de 1550nm tiene una mejor divergencia del haz, y el tamaño del diámetro del punto es 1/4 del del láser de 905nm a una distancia de 100 metros.
Una de las desventajas del láser de 1550 nm frente al de 905 nm es la capacidad de penetración en condiciones de lluvia y nieve. En segundo lugar, el LiDAR de 1550 nm adopta generalmente láser de fibra como fuente de luz, una tecnología más compleja que la fuente de luz de 905 nm. Existen deficiencias evidentes en el coste de la fuente de luz y el detector, el tamaño del LiDAR de 1550 nm y la madurez de la cadena de suministro. Debido al elevado consumo de energía del láser de 1550 nm, la disipación del calor también supone un reto.
Las ventajas y desventajas respectivas de 905 nm y 1550 nm son muy evidentes, por lo que creemos que las dos longitudes de onda de los láseres coexistirán en los LiDAR de automoción. 2
